连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用.docx

连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用.docx

《连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用

Immaturepeopledieforagreatcause,andmaturepeoplelivehumblelyforagreatcause.简单易用　轻享办公（页眉可删）

连续采煤机配套连续运输系统在长距离巷道快速掘进中的应用

　　上湾煤矿位于陕、蒙接壤处的神府东胜煤田，是神华集团神东公司所属的大型骨干矿井之一，矿井设计生产能力10.0Mt/a。

2002年12月开始1-2煤层开采的基本建设，2003年1月上湾煤矿连采一队单机3巷掘进完成进尺4656m，创国内煤矿单机3巷掘进进尺速度新纪录，被中国企业联合会、中国企业家协会收入第九批中国企业新纪录。

　　1巷道及所在煤层及围岩情况

　　创造新纪录所掘的巷道是为服务于上湾井田西翼盘区1-2煤开采的3条集中巷，1条作辅助运输兼进风巷，1条作胶带运输巷，1条作集中回风巷。

这3条巷道平行布置，间距在20m之内，均位于1-2煤煤层中，这为机械化掘进创造了条件。

掘进地段1-2煤煤厚3.59～6.23m，煤层倾角0～3°，煤层直接顶为砂质泥岩，厚度为0.8～2.78m，老顶以细、粉砂岩为主，部分地段为中粗砂岩，厚度大于20m，直接底为泥岩，老底为砂岩。

　　1-2煤3条集中巷均为矩形断面巷道，掘进中每隔50～60m布置施工一条联络巷。

各巷断面尺寸（宽×高）分别为：

辅助巷5.0m×3.6m，胶运巷5.0m×3.6m，回风巷6.0m×3.6m。

巷道布置如图1所示。

　　2施工工艺及施工组织

　　2.1施工方法及设备装备局部段

　　掘进时采用美国JOY公司生产的12CM15-10D型连续采煤机进行割、落煤，并实现自装煤；采用DBT公司生产的2000型连续运输系统将连采机采出的煤炭破碎并转载至胶带机上；采用澳大利亚生产的ARO四臂锚杆机进行锚杆支护；采用DBT公司生产的488型铲车运送材料、设备和巷道内清理的浮煤、淤泥。

由此形成连续采煤机掘进割煤、装煤，连续运输系统、胶带机运煤、锚杆机支护、铲车搬移材料设备以及清理巷道等全部工序的机械化施工作业方法。

设备型号及参数如表1所示。

　　表1连采掘进工作面主要生产设备技术装备参数表

　　序号设备名称规格/型号数量主要技术参数

　　1连采机12CM15-10D1生产能力：

15～27t/min；总功率：

553kW；速度：

0～10.7m/min；采高：

2.657～4.6m；截割宽度：

3.3m；电压：

1100V；工作面倾角范围：

≤5°；走向倾斜度：

±17°

　　2连续运输系统20001功率：

890kW；电压：

1140V；运输能力：

2000t/h

　　3锚杆机ARO—40RELMB—CWT1功率：

2×45kW；采高：

2.3～4.6m；岩石硬度：

60～70MPa综合岩层；对地间隙：

250mm；最大支撑高度：

4000mm；最大支撑力：

20000kg；最大进给长度：

2050mm；钻杆钻速：

600r/min

　　4铲车UN-4881动力来源为蓄电池128V；充电运转时间：

8～10h/次；回转半径：

内径3531mm，外径6655mm；载重：

4t

　　5皮带机DSP1080/10001运输能力：

800t/h；功率：

160kW；长度：

1000m；带宽：

1000mm；带速：

2.5m/s

　　2.2掘进与支护工艺

　　2.2.1落煤、装煤工艺

　　采用连续采煤机进行截割煤和装煤。

司机先开动采煤机调整在巷道前进方向左侧，并按激光线确定位置，开始向前方煤壁切割直至割入深度达15m，然后退出；再将采煤机调整到巷道右侧，开始截割剩余部分，连采机就是以切槽和采垛工序来完成巷道的掘进。

无论是切槽还是采垛工序，连采机截割时，首先将采煤机截割头调整至巷道顶部，将截割头切入煤体，然后逐渐调整截割头高度，由上向下截割煤体，当割到巷道底板时，采煤机稍向后退，割完底煤，使巷道底板平整，并装完余煤，再将采煤机截割头调整至巷道顶板，接着进行下一个循环，这样截割循环往复进行，直至掘进进尺达到规程规定的掘锚循环进尺（一般为15m）时，连采机就得移到下一条巷道进行作业。

装煤采用连续采煤机自装煤方式。

连采机割煤时，煤落入采煤机铲板的收集头上，装在收集头上的圆盘耙爪连续运转，将煤装入采煤机自带的中部运输机，中部输送机将煤装卸到搭接在连续采煤机后面的连续运输系统给料破碎机内。

　　2.2.2连续运输工艺及相关工序的应用

　　通常的连采掘进工作面使用连续采煤机落煤，然后通过梭车或蓄电池运煤车等后配套设备运输到胶带输送机上运输出去。

而实现连续运输工艺的连采掘进工作面与通常的连采掘进工作面不同的是使用了连续运输系统这种新型、先进的后配套设备，实现了掘、装、运连续作业，为快速掘进提供了条件。

上湾矿所使用的连续运输系统由DBT公司生产，总功率890kW，供电电压1140V，运输能力2000t/h。

该系统由8～10个独立的运输转载单元（MBC和PBC）和一条刚性结构皮带机尾（RFM和RFM/TP）组成（见图2）。

如为8个独立单元，则包括4台移动式桥式输送机（MBC）和4台跨骑式桥式输送机（PBC），搭接后的总长度为86.3m。

其中，第1台移动式桥式输送机装有给料破碎机（MBC/FB），紧跟连采机，直接转载破碎连采机开采的煤炭，最后1台跨骑式桥式输送机在90m长的刚性结构胶带机的机尾架（RFM）上搭接并滑移。

刚性结构架（RFM）在机尾部分与胶带机通常的中间架相连接，作为胶带机的一部分运行使用。

　　掘进煤经过连采机的运输机转载至连续运输系统的第1台带有给料破碎机的移动式桥式输送机（MBC/FB）上，之后再经过互相搭接的4台跨骑式桥式输送机（PBC）、3台移动式桥式输送机（MBC）、胶带机尾刚性架（RFM）皮带输送至胶带机的皮带上。

　　在掘进工作面，视连续运输系统在刚性结构架上的滑移位置，决定巷道及胶带是否需要向前延伸。

1-2煤3条集中巷在施工时，为了给集中胶运巷安排与掘进平行作业的铺砼底板工程，将掘进用胶带铺在了回风巷内。

掘进时，将回风巷、胶运巷超前，并将联络巷掘出。

之后掘进辅运巷且必须保证与联络巷贯通，然后前移延伸胶带，通过联络巷尽量将辅运和胶运巷按照连续运输系统的延展长度掘进到位，然后又送出回风巷、掘进联络巷并与辅运巷贯通。

开联络巷时，为了便于连续运输系统顺利通过，可将开口处抹角按2×2m的区域抹成圆弧状，同时需将联络巷与正巷布置成呈60°左右的夹角形式，以方便连续运输系统通过。

　　清煤选用488型铲车清理巷道内的浮煤、淤泥，保证巷道干净、畅通。

　　2.2.3锚杆支护工艺

　　选用ARO四臂锚杆机来完成打眼和安装工作。

锚杆机与连续采煤机平行作业，锚杆支护尽可能及时，减少巷道顶板悬空空顶时间，一旦采煤机退出一条割煤巷时，锚杆机便立即进入进行支护作业。

　　打眼前依据激光线将锚杆机调整在巷道的合适位置，同时将钻架主托架移到距工作面最近一排锚杆，调整排距，停止行走，放下稳定靴，进行前探梁支护。

作为临时支护，根据设计好的锚杆的间、排距，将要打锚杆的位置预先标好，并在钻杆上标出钻进的深度。

之后在钻箱上装好钻杆，钻眼达规定的深度，退出钻杆，先给眼内塞进树脂药卷，推到孔底，然后将已上托板和螺母的锚杆尾部套上钻机，起动钻机捅破药卷并搅拌，同时将杆体推至孔底，搅拌后拧紧螺母，使其扭矩、锚固力达到要求。

　　为了配合长距离巷道的快速掘进，在掘进和运输设备生产能力有保障的情况下，研究加快支护速度、提高支护质量显得尤为重要。

在2003年的基建生产中，上湾煤矿连采队在施工1-2煤巷时，遇到巷道淋水、涌水量大而且支护跟不上的问题，采取了几个面多台锚杆机平行作业的方式（此时相应增加锚杆机作业人员），减少调机时间和次数，协调好支护与空顶的数量关系，缩短空顶时间，支护质量一次达标不返工，以保证安全，曾创单机日掘进225m的最好成绩。

　　2.3施工组织

　　实行“三八”作业制度，3班作业。

检修视皮带延伸等情况而定。

各班人员安排如表2所示。

　　表2各班组人员安排及工种配置

　　工种及班次生产一班生产二班生产三班检修班合计

　　班长兼采煤机司机兼采煤机司机兼采煤机司机兼包机

　　采煤机司机1111（包机）4

　　运输系统司机5555（包机）20

　　锚杆机司机2222（包机）8

　　皮带机司机1111（包机）4

　　电工兼皮带司机兼皮带司机兼皮带司机22

　　辅助工44

　　管理人员4

　　合计（人）9991546

　　3技术措施

　　3.1选择锚杆支护

　　各巷道及联络巷均采用树脂锚杆支护方式支护顶板，锚杆为反麻花端头锚固，锚杆规格为φ16mm×1800mm，材质为A3圆钢，M16mm螺母。

树脂药卷规格为φ23mm×350mm，铁托盘为120mm×120mm×8mm方托盘。

发现顶板有裂隙、离层、易冒落等特殊情况时，加钢筋钢带、金属网和锚索等加强支护。

　　其中：

集中胶运巷锚杆布置为矩形，每排4根，间排距1000mm×1200mm。

　　集中辅运巷锚杆布置为矩形，每排4根，间排距为1000mm×1200mm。

　　集中回风巷锚杆布置为矩形，每排5根，间排距为1000mm×1200mm。

　　联络巷锚杆布置为矩形，每排4根，间排距为1000mm×1200mm。

　　3.2解决长距离通风

　　3条巷道掘进头为局部通风，掘到一定距离，通过对联络巷进行密闭，可实现两进一回。

每条巷道各使用1台对旋隔爆轴流式通风机，利用局部通风机进行通风，解决密闭未到之处的通风问题。

通过逐段密闭联络巷、逐段前移风机的方式，解决长距离局部通风问题。

　　上湾矿掘进中选用的局部通风机技术特征如表3所示。

　　表3对旋隔爆轴流式通风机技术特征

　　型号2BKJ-NO5.6转速2930r/min

　　功率2×18.5kW风量400～200m3/min

　　电压380/660V全风压350～4000Pa

　　3.3主、辅运输

　　巷道掘到足够长的距离后，为了保证煤炭运输的连续性，可以每向前延伸1000～1200m，布置1台胶带机相互搭接，提高掘进效率。

同时加大胶带的维护力度，各部胶带都安设自动控制系统，防跑偏、防堆煤、防烟雾装置等保护齐全，便于检修人员发现问题及时处理，从而有效地保证了胶带的正常运转。

　　辅助运输采用无轨胶轮车，解决长距离送人和材料等工作。

长距离掘进时，3条巷道中，1条铺设胶带，其余2条均可作为掘进期间的辅助运输巷道。

施工砼底板时，可交替逐段施工，逐段投入使用，两巷之间通过联络巷改变行车线路，做到行车、施工两不误。

　　3.4供、排水

　　掘进中供排水管路紧跟掘进面（最多滞后两个联络巷）。

掘到足够长的距离后，视供水出水口压力，加设管道加压泵。

根据排水情况，选择标高较低的联络巷，打设水仓，通过自流或水泵接力排出污水。

　　4结语

　　高产高效矿井建设的发展要求，势必对机械化掘进提出更高的要求。

随着井田的大型化、工作面长度的加长、推进速度的加快，要求在采掘关系上，掘进能够满足回采接续的要求。

为此，利用高可靠性的施工设备和优越的生产地质条件，研究实现长距离的快速掘进，适应矿井生产的快速发展要求，具有极为现实的意义。

　　上湾煤矿为了缩短基建工期，继在神东矿区首次采用连续运输系统作为回采后配套设备后，又首次在长距离掘进工作面进行了尝试，充分发挥了设备效能，取得了良好的效果，同时在矿区的其他几个矿得到了推广应用。

采用连续采煤机配套连续运输系统设备进行3巷或双巷掘进，完全可以实现长距离巷道的快速掘进，在条件适宜的矿井有着广泛的推广应用价值。