顾俊杰
(阳泉煤业(集团)有限责任公司一矿,山西 阳泉 045008)
为提高煤巷机械化程度,充分发挥掘进新装备优势,结合阳煤一矿四区东辅助回风巷进行EBZ200M-2 型掘锚机的试验,根据现场平行作业需要,解决后部快速施工顶锚索的难题,对CMM1-36Y 型液压锚杆钻车进行了试用。
CMM1-36Y 型液压锚杆钻车(以下简称锚杆钻车)是针对宽度3.5~7.5 m、高度3.0~5 m 的巷道而设计的,主要用于巷道掘进支护作业,能够实现顶帮同时支护等功能,适应巷道工作坡度为±20°,具有钻进功能全面、安全性好、工作效率高、工人劳动强度低等特点。
锚杆钻车由行走装置、车体、油箱总成、电机泵组、操作台、钻臂装置、推土铲、矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器、后支撑等九大部分构成。总体结构参见图1。
图1 锚杆钻车结构图
表1 锚杆钻车技术参数表
四采区东辅助回风巷位于四采区东部、8403 工作面切巷以东、西大巷轨道大巷以南、二采区边界以西、三矿井田以北。沿15 号煤基本顶掘进的煤巷,设计长度740 m,巷道坡度平均4°,净宽5.5 m,净高3.4 m,净断面18.7 m2。
巷道直接顶为0.6 m 黑色泥岩,基本顶为7.55 m灰色石灰岩;直接底为2.4 m 灰黑色砂纸泥岩。
顶部采用“W 钢带+锚杆+锚索+经纬网”联合支护,锚杆采用Φ20 mm×2 200 mm 螺纹钢锚杆,每排6 根,间距1 040 mm;锚索采用Φ21.8 mm×7 200 mm 的钢绞线,“二一二”三花交错布置在钢带之间;使用6 000 mm×1 200 mm 的经纬网。
两帮采用“锚杆+经纬网”联合支护,排距1 000 mm。每帮布置4 根锚杆,间距900 mm。锚杆使用Φ20 mm×2 200 mm 螺纹钢锚杆,使用6 000 mm×1 200 mm 的经纬网。
四采区东辅助回风巷设备有EBZ200M-2 型掘锚机1 台,SSJ-800 型皮带机1 部,CMM1-36Y 型液压锚杆钻车1 部。
掘进时采用EBZ200M-2 型掘锚机进行掌头顶帮锚杆、锚索施工,为充分实现平行作业,正常顶板情况下锚索每2 排先施工1 根,剩余锚索滞后采用锚杆钻车施工。
锚杆钻车自2021 年2 月12 日下井,由于和掘锚机为同一厂家设备,钻臂结构功能基本相同,员工操作上手较快,经过短暂适应,具备了正常施工条件。
鉴于锚杆钻车功能特点及现场实际,该钻车主要用来补打掘锚机后部滞后锚索,施工进度基本和现场循环工艺(班进尺)相符。始终保持顶锚索滞后掌头不超40 m。
经过近四个月的试用,锚杆钻车能和掘锚机工艺合理配套,安全快速的施工滞后顶锚索,在正常顶板情况下,单根锚索用时平均15 min,生产班平均班进尺7 m,液压钻车平均施工7 根锚索。能在生产班备料、割煤、出煤环节(约2 h)实现平行作业,并完成循环内顶锚索补打。
表2 新旧工艺施工对比表
1)实现机械化施工。利用锚杆钻车施工锚索,改变了人工利用风动锚杆钻机施工的工艺,实现了机械化施工钻眼、安装锚索、快速张紧的全套化作业。单根锚索用时控制在15 min 以内,比原工艺节省5 min,施工效率明显提升。
2)改善施工环境。锚杆钻车设置了可升降的工作平台,在空间内自有移动,方便操作工人在各种高度下作业,免除了脚手架搭设、挪移的工序;并能减少噪声、淋水等职业危害,改善了现场的安全工作环境。
3)降低了劳动强度。由传统的手持钻机作业改为搬动液压阀的手柄操作,且实现钻杆自动退杆,锚索高效张紧,极大地降低了员工的劳动强度。
4)锚杆钻车电缆实现了自动收放,由传统的拖拽试改为自动缠绕试,减少了在设备行走过程中电缆拖拽问题。
由于锚杆钻车只用来后部补打顶锚索,日施工工程量不大,试用期间其整体性能稳定,事故表现为钻机的一般性故障,未有较大机械、电气等事故影响。
通过试用和分析,CMM1-36Y 型锚杆钻车表现出了良好的综合性能,提升了施工机械化水平,改善了安全作业环境,满足了现场生产需要,具有很好的推广价值。