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薄煤层复杂地质条件下半煤岩巷快速掘进技术研究与实践

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成果主要完成人

谢党虎、白玉军、王 剑、李 强、卫 鹏、刘 辉、王 策、贺 帅

项目概况

1、成果简介 根据沙梁煤矿薄煤层复杂地质条件,掘进巷道距离整体较短等实际情况,通过将原有快速掘进设备“掘锚一体机+锚杆台车+桥式转载机”成套方案优化为“掘锚一体机+履带式自移机尾+带式输送机”配置,极大提高了快速掘进设备的通用性,提高了煤矿掘进工作效率。 沙梁煤矿快速掘锚成套装备于2022年1月25日进入井下工业性试验阶段,该套快速掘锚装备能够实现掘、支、锚、运成套一体化平行作业,能够实现“环绕掘进”,同时具备设备集中控制、一键启停、皮带机尾自移、故障诊断等功能。单根锚杆作业时间由6分钟缩短至2分钟;全宽截割滚筒一次成巷,平均每25分钟掘进1米,采煤工作面形成周期缩短55%,该套快速掘锚装备在半煤岩地质条件下掘进时,单班进尺平均达到20米,全岩巷地质条件下掘进时,单班进尺平均达到12米,较综掘方式效率提高300%以上;通过自移机尾中间顶锚杆机布置,岗位工由3人/班减少1人/班,彻底解决了掘锚一体机无法支护巷道中间顶锚杆的难题,提高了掘进支护效率,保障了“掘支”平衡,且有效降低了职工的劳动强度。 2、主要创新点 (1)“4+2+2”主机定制化锚杆机布置 EJM340/6-2掘锚一体机主机前部布置4台顶锚杆机+2台帮锚杆机,支护巷道全部顶锚杆及上部帮锚杆,随掘随支保证巷道顶板及侧帮支护,尾部2台顶锚索机支护巷道锚索。锚杆机间距依据巷道支护图定制化布置,顶锚杆机由帮锚杆机整数倍排据设计,与锚索机半倍排据布置,8台锚杆机可同时工作,从而代替锚杆台车,设备实现掘锚同步,有效提高掘进效率。 (2)自移机尾中间顶锚杆机布置 为优化巷道顶板支护,解决掘锚一体机无法支护巷道中间顶锚杆的难题,在自移机尾处增加中间顶锚杆机,确保锚杆无滞后支护。 (3)优化除尘风机设计,采用泡沫除尘,有效解决粉尘问题 EJM340/6-2掘锚一体机中原除尘方式采用“湿式负压除尘+水雾降尘”双除尘,负压风机≥400m3/min,水雾除尘中喷嘴数量截割头20个,装载装置4个。对于薄煤层半煤岩巷与全岩巷来说,除尘效果要求更加严格,因此通过加装泡沫除尘装置来更好地实现降尘效果。 (4)因地制宜,优化改造设备选型 EJM340/6-2掘锚一体机截割采用可伸缩截割头,单边可伸缩≥250mm;滑移机构推进,有效行程≥1.1m,推进力大,并且确保截割时设备本体不移动,实现针对不同宽度巷道掘进和锚杆支护的平行作业;其次行走装置采用液压马达驱动行走及定制型加宽履带板,接地比压0.18Mpa,有效解决了矿井因地质条件具有富水及底板软弱特性引发的掘进地板破损等问题。 (5)优化带式输送机配置,提升运输能力 通过加装DZ-V型带式输送机拐弯装置,可以使带式输送机实现水平转弯,实现了一部皮带“环绕掘进”运输,即由胶运顺槽到切眼再到回风的掘进方式一次性成面,无需动力,装上即可实现带式输送机的转弯运输(0—360°),代替两部或多部带式输送机的搭接运输,实现“降耗增效”、“减人少人”目标。