杜 健

（晉能控股裝備制造集團(tuán)有限公司寺河煤礦，山西 晉城 048200）

1 試驗(yàn)工作面介紹

1.1 巷道斷面布置

EBS220H型掘錨一體機(jī)將寺河煤礦某巷道作為掘進(jìn)試驗(yàn)巷道，其巷道施工總長(zhǎng)為1 080.50 m，巷道施工斷面外形為矩形，頂錨桿及幫錨桿間距為1 m，錨索間距為2 m。整個(gè)巷道斷面掘進(jìn)總面積為22 m2，斷面凈面積為20.67 m2。巷道老頂主要由細(xì)粒砂巖組成，其平均厚度大約在6.23 m，呈深灰色，細(xì)粒砂巖中礦物成分主要包含F(xiàn)e203、黏土、Ca以及Si等。普氏系數(shù)平均為2~4，平均抗壓強(qiáng)度為20~40 MPa，平均抗剪強(qiáng)度為2.58~4.59 MPa，平均抗剪強(qiáng)度為2.1 MPa。巷道直頂主要由泥巖組成，其平均厚度大約在3.45 m，呈灰黑色，泥巖中礦物成分主要包含鐵錳質(zhì)、后生礦物、勃土礦物以及有機(jī)物質(zhì)等，普氏系數(shù)平均為1~3.78，平均抗壓強(qiáng)度為10~37.8 MPa，平均抗拉強(qiáng)度為0.85 MPa，平均抗剪強(qiáng)度為1~2.45 MPa。巷道巖芯外形呈柱狀，表面如同硅質(zhì)膠結(jié)，其局部裂縫高角度發(fā)育，將巖芯在垂直方向一分為二，一半為薄層粉砂巖，另一半為薄層泥沙巖[1]。

1.2 支護(hù)方式及參數(shù)

該巷道主要采用兩種支護(hù)方式分別為永久支護(hù)、臨時(shí)支護(hù)。采用鋼筋網(wǎng)、高強(qiáng)度錨桿、W鋼護(hù)板以及各種鎖具錨索組件等部品混合支護(hù)，巷道頂部錨索使用端頭錨固，而巷幫部分錨桿、錨索則使用的是加長(zhǎng)錨固。巷道頂板主要以排距1 km，間距1.21 km，每排布置5根錨索的方式進(jìn)行支護(hù)，巷幫主要以間排距1 km，每排布置4根錨桿；間距1.6 km，每排布置2根錨索的方式進(jìn)行支護(hù)[2]。

1.3 勞動(dòng)組織及施工工藝

“三八”制是施工組織最常采用的施工方式，即1班檢修，2班進(jìn)行生產(chǎn)。五盤區(qū)煤礦帶式輸送機(jī)主要采用機(jī)掘方式沿煤層底板掘進(jìn)，掘、支單巷一次成巷，在掘進(jìn)過(guò)程中按照1 m或者2 m進(jìn)度進(jìn)行多次循環(huán)。當(dāng)進(jìn)行1 m進(jìn)度煤礦掘采循環(huán)時(shí)，首選要用錨索對(duì)煤礦頂板進(jìn)行支撐，然后在用錨桿對(duì)兩側(cè)巷幫進(jìn)行支護(hù)；當(dāng)進(jìn)行2 m進(jìn)度煤礦掘采循環(huán)時(shí)，首先要先搭建前排永久支護(hù)，再進(jìn)行第二排永久支護(hù)搭建。

1）當(dāng)生產(chǎn)工作人員進(jìn)入施工地點(diǎn)后，先進(jìn)行工作交接然后在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全狀況進(jìn)行檢查，根據(jù)生產(chǎn)需求對(duì)輸送帶進(jìn)行延伸并開始進(jìn)行運(yùn)煤、落煤等作業(yè)，同時(shí)還需要安排工作人員備料。當(dāng)運(yùn)煤、落煤等作業(yè)完成后，需要對(duì)巷幫、巷頂進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，以便將活矸、活煤振落，臨時(shí)支護(hù)需緊貼頂板、支撐有力，確保臨時(shí)支護(hù)可靠有效后，才可進(jìn)行進(jìn)行支護(hù)，在一個(gè)支護(hù)循環(huán)過(guò)程中，不得把臨時(shí)支護(hù)降下或松動(dòng)，當(dāng)支護(hù)完成后應(yīng)該對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全狀況進(jìn)行檢查。

2）當(dāng)檢修工作人員進(jìn)入施工地點(diǎn)后，首先要完成檢修工作交接，然后對(duì)對(duì)輸送帶延伸、抽水泵、電纜以及掘錨一體機(jī)進(jìn)行檢修維護(hù)，同時(shí)還需要對(duì)接地極、防塵水幕以及通風(fēng)系統(tǒng)等安全設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)。

1.4 裝、運(yùn)煤的作業(yè)方式

2 掘錨一體機(jī)應(yīng)用情況

掘錨一體機(jī)工業(yè)性試驗(yàn)從2020年3月28日開始，于2020年5月30日結(jié)束，排除外界不利因素影響時(shí)間為11 d，設(shè)備實(shí)際掘進(jìn)時(shí)間為80 d，掘進(jìn)總長(zhǎng)度為446 m，掘進(jìn)進(jìn)度平均為5.5 m/d。

由于工作人員對(duì)掘錨一體機(jī)設(shè)備工作原理以及性能了解不夠成分，導(dǎo)致設(shè)備掘進(jìn)效率有所降低，測(cè)試期間掘進(jìn)設(shè)備有如下?lián)p傷：

2.1 液壓油管總共出現(xiàn)19次破裂

1）監(jiān)測(cè)線和油管位置設(shè)計(jì)不合理。因?yàn)榫蝈^一體機(jī)左、右鉆臂和油管的間距分別為0.2 m、0.3 m，導(dǎo)致油管經(jīng)常被左鉆臂卡絆以致破裂；

2）工作人員操作不合理，因?yàn)榫蝈^一體機(jī)動(dòng)作部位較多，工作人員在操作時(shí)無(wú)法保證所有部位同時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致油管經(jīng)常被卡絆以致破裂；

3）液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性差，因?yàn)檩d荷沖擊原因?qū)е旅芊饨宇^處漏油。

2.2 液壓油缸損壞

1）左、右兩側(cè)鉆臂液壓缸共發(fā)生4次漏油故障，其主要原因是排氣孔設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致鉆臂液壓底板以及推進(jìn)器外形發(fā)生形變，從而導(dǎo)致液壓缸發(fā)生漏油；

2）截割臂伸縮液壓油缸共有1次漏油故障發(fā)生。

2.3 油泵高壓過(guò)濾器共有1次故障發(fā)生。

主要原因：未及時(shí)進(jìn)行維修保養(yǎng)。

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2.4 電氣故障

電氣系統(tǒng)出現(xiàn)5次故障，因?yàn)橐簤焊资湛s以及人為操作不當(dāng)，導(dǎo)致電線線路被破壞。

2.5 臨時(shí)支架出現(xiàn)1次故障

主要原因：當(dāng)永久支護(hù)搭建完成后，臨時(shí)支護(hù)因?yàn)槁菟撀涠鵁o(wú)法收攏。

3 掘錨一體機(jī)存在的問(wèn)題與優(yōu)勢(shì)

3.1 存在的問(wèn)題

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有問(wèn)題，導(dǎo)致液壓油管以及線纜經(jīng)常被卡絆斷裂。液壓油管和左、右兩側(cè)鉆臂的間距分別為0.2 m、0.3 m，導(dǎo)致正常運(yùn)行時(shí)液壓油管以及線纜被左、右兩側(cè)鉆臂損壞。

2）鉆臂在較小空間內(nèi)無(wú)法靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，以致對(duì)掘進(jìn)效率產(chǎn)生不利影響；

3）掘錨一體機(jī)缺少配套轉(zhuǎn)載架，因?yàn)闆](méi)有采用配套轉(zhuǎn)載架，很容易導(dǎo)致煤炭運(yùn)輸效率低下；

4）液壓張拉泵未按照設(shè)計(jì)要求配置，因?yàn)槲窗凑赵O(shè)計(jì)要求配置液壓張拉泵，從而導(dǎo)致錨索無(wú)法進(jìn)行快速?gòu)埨?，現(xiàn)已采用機(jī)載張拉泵；

5）掘錨一體機(jī)鉆臂數(shù)量未按照設(shè)計(jì)要求配置，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)未安裝2個(gè)后鉆臂，導(dǎo)致滯后錨索安裝進(jìn)度受到影響，現(xiàn)已按照設(shè)計(jì)要求安裝后鉆臂[3]。

3.2 具有的優(yōu)勢(shì)

1）掘錨一體機(jī)的應(yīng)用使煤礦掘進(jìn)效率得到極大提升。目前有很多煤礦依然采用的是掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割煤、煤礦用液壓鉆車進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化掘進(jìn)方式的掘進(jìn)設(shè)備線，此設(shè)備線在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行4次循環(huán)進(jìn)退機(jī)組操作，而掘錨一體機(jī)則不需要進(jìn)行進(jìn)退機(jī)重復(fù)操作，因此可以節(jié)省很多操作時(shí)間；

2）遙控截煤技術(shù)不僅讓截煤效率得到有效提高，同時(shí)還可以讓安全性能得到顯著提高，通過(guò)機(jī)組遠(yuǎn)程遙控器機(jī)組司機(jī)可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備，這樣可以讓煤礦各種安全生產(chǎn)指標(biāo)得到明顯提高；

3）將機(jī)身和升降平臺(tái)設(shè)計(jì)成一個(gè)有機(jī)整體，這樣可以給工作人員的安全施工提供保障；

4）采用后鉆臂方式進(jìn)行錨索、錨桿安裝，效率更高。

4 改進(jìn)措施

1）針對(duì)因維修人員對(duì)掘錨一體機(jī)不熟悉而導(dǎo)致檢測(cè)不到位情況發(fā)生，計(jì)劃定期組織技術(shù)人員對(duì)維修人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，提高維修人員專業(yè)知識(shí)水平，以避免設(shè)備發(fā)生損壞；

2）及時(shí)組織技術(shù)人員編制掘錨一體機(jī)維修清單，并嚴(yán)格要求維修人員遵循規(guī)定認(rèn)真執(zhí)行操作手冊(cè)內(nèi)容，同時(shí)還需要對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，以便預(yù)防故障發(fā)生；

3）對(duì)掘錨一體機(jī)設(shè)計(jì)不合理之處進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)和完善，例如設(shè)計(jì)與之相配的轉(zhuǎn)載機(jī)等。