EBZ260悬臂式重型岩巷综合机械化快速掘进工艺及防尘技术研究井下工业性试验报告.docx
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EBZ260悬臂式重型岩巷综合机械化快速掘进工艺及防尘技术研究井下工业性试验报告
鉴定材料
EBZ260悬臂式重型岩巷综合机械化快速掘进工艺及防尘技术研究
井下工业性试验报告
靖远煤业集团有限公司大水头煤矿
二○一一年七月
一、前言
BBZ260型重型掘进机主要是为煤矿综采工作面采准巷道掘进服务的机械设备，适用于大断面煤、半煤岩巷以及岩巷的掘进，也可用于公路、铁路、水利工程隧道等条件类似巷道的掘进。
该机可经济切割单向抗压强度≤90MPa的煤岩，可掘巷道最大宽度（定位时）6.0m，最大高度5.0m。
可掘任意断面形状的巷道，适应巷道坡度±18°。
具有整机吨位大，切割硬度高，截齿损耗小，机器稳定性好，除尘效率高，操作台人性化设计，操作方便，可靠性高等特点。
该机于2009年12月完成机器的施工图设计并开始组织生产制造，2010年8月完成了整机的总装及调试，并进行了假煤岩壁截割试验，各项性能指标均达到了《EBZ260型重型掘进机整机出厂试验规范》规定的要求。
2010年12月20日开始在靖远煤业集团有限公司大水头煤矿西二采区1120运输大巷进行井下工业性试验。
为了保证试验成功，在集团公司领导和有关部门的部署下，成立了试验领导组，我矿主要领导亲自抓试验工作，精心选择了适合机组作业的工作面，由有综掘经验的队伍承担试验任务并配套了可靠的后配套运输系统，并且在材料、备件等方面做了安排和落实。
为了让操作、使用人员尽快掌握机组特性，与中煤科工集团太原研究院合作，从机组性能与结构、装配与调试以及操作、使用、维护等各个方面进行培训，经过六个多月的努力，完成了井下工业性试验任务。
EBZ260型重型岩巷掘进机
二、试验点情况
1工作面位置
地面位置：
西二采区运输大巷位于刀楞山以北，地表为基岩裸露的荒山沟壑区、农民耕种的旱田沙地,主要以旱田沙地为主。
井下位置及四邻采掘情况：
西二采区运输大巷东以西一采区运输石门为界；西以DF9断层为界；北部以F40断层为界，南部为西一采区101工作面。
（见附图1，巷道布置图）
2地质概况
2.1试验巷道围岩特性
西二采区运输大巷顶、底板情况：
西二采区运输大巷区域范围在煤层顶板中，煤层顶板由泥岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩、粗砂岩组成。
其直接顶板为泥岩及砂质泥岩互层、老顶大部分为粗砂岩及粉砂岩组成。
西二运输大巷开口在煤层顶板中掘进，穿煤层后仍进入煤层顶板中掘进，并逐渐远离煤层，巷道施工到位后预计距离煤层法向距离25米。
（见附图2,综合柱状图）
2.2地质构造
西二采区运输大巷大致沿F40断层走向布置，受断层应力牵引作用，西二采区区域范围煤层极易顶底板岩石裂隙发育，次生断层发育，对掘进工作影响较大，掘进期间必须加强顶板管理。
（见附表1：
巷道施工区域工作面地质构造表）
2.3水文地质条件
水文地质条件较简单，含水层为富水性极弱的含水层，正常涌水0.05m3/min，最大涌水量0.5m3/min，由于西二采区运输大巷在刀楞山断层影响区域掘进，煤层及其顶、底板岩石破碎，裂隙发育，且顶部为黑水小煤窑活动区域，不排除有与小窑积水串通的可能，掘进期间应加强防治水工作。
2.4试验巷道影响掘进的其他地质因素
属高瓦斯区域，预计吨煤瓦斯含量在12.91m³/t左右，绝对瓦斯涌出量42.82m3/min，无瓦斯突出危险。
煤尘具强爆炸性，爆炸指数34.52%。
煤层具自然发火特征，发火期3—6个月，但也有21天的发火历史。
地温、地压均属正常地区。
3支护形式
采用光爆锚网喷联合支护，帮、顶部均使用Ø22×2600mm左螺旋高强度螺纹钢锚杆，锚杆间排距800×800mm，按交错布置，巷道全断面挂金属网。
如巷道遇断层围岩破碎、揭煤、顶煤厚度小于4.0米掘煤巷时，缩小锚杆间排距至700×700mm，进行短掘短支，并在巷顶正中每隔2.8米补打Ф17.8×7000mm深的锚索加强支护。
（见附图3：
巷道支护图）
4运输系统
矸石运输系统为：
掘进工作面（掘进机）----1120运输大巷皮带机----西一采区运输斜巷皮带机----1180运输石门（电机车、1吨矿车装车）----副井筒----地面排矸系统。
材料运输系统：
副井筒----1180副井车场----1180运输石门（电机车）----西一采区材料斜巷（JSDB-16绞车）----1120运输大巷（电机车）。
（见附图4：
1120运输大巷岩掘运输系统示意图）
三、设备配套及劳动组织情况
1设备型号及主要参数
掘进工作面配备有EBZ260型重型掘进机一台、YT—28风钻五台、转子II型喷浆机一台、MQT-130A锚杆钻机二台、FD—N○6.3/60型局部通风机二台（一台运行、一台备用）、皮带转载机一台、STJ800胶带输送机一台。
1.1EBZ260型重型掘进机主要技术参数
机长12.5m
机宽2.95m（履带外宽）3.65m（铲板宽）
机高2.1m
地隙250mm
切割卧底深度250mm
接地比压0.197MPa
机重110t
总功率426kW
经济切割煤岩硬度≤90MPa
定位最大可掘高度5m
定位最大可掘宽度6m
适应巷道坡度±18°
机器供电电压1140V
1.2QZP-160皮带转载机
功率11kW
电压等级660/1140V
1.3STJ800胶带输送机
功率2×55kW
2劳动组织
作业方式：
采用“边掘边准”（准备为喷浆、检修）的“三八”制作业，利用早班工作面支护时的停机时间进行检修，喷浆和掘进为平行作业。
每班配备有班组长、掘进机司机、输送机司机、支护工、维修电钳工等，三个班共配备57人。
（见附表2：
劳动组织表）
作业循环：
每小班按1个正规循环计算。
每循环进度1.6米。
（见附表3：
正规循环作业图表）。
主要经济技术表（附表4）。
3.工业性试验情况
在靖远煤业集团集团有限责任公司的大力支持下，EBZ260悬臂式重型岩巷综合机械化快速掘进工艺及防尘技术项目在靖煤集团大水头矿西二采区进行了工业性试验。
EBZ260重型岩巷掘进机于2010年12月5日运至靖煤集团大水头矿，并于当日开始拆机下井，12月20日正式在西二运输大巷投入生产。
所掘巷道为全岩巷掘进，巷道断面为拱形，下部矩形断面为宽5400mm，高3900mm，墙高1200mm，拱高2700mm。
，巷道断面积为17.85㎡。
岩性泥质粉砂岩、砂质泥岩、粗砂岩组成，硬度为f5～f7，局部达到f8。
EBZ260重型岩巷掘进机及配套综合除尘系统在2010年12月20日至2011年6月25日试验期间，共掘进500m，折合标准断面进尺1115.6m，截齿消耗量低，平均每立方米消耗截齿0.00134把。
最高最高日进尺5.6m，平均日进尺3.7m，试验期间每五天测尘1次。
除尘器总粉尘除尘效率可达95％，试验达到了预期效果。
试验期间，机组出现主要故障及处理措施如下：
1）除尘风机电机进水后烧坏；
故障原因：
电机厂家在电机制造中有问题，防水措施未处理好。
处置措施：
更换规格高的电机，增加防水措施同时在电机内部增加自身加热功能提高电机防水能力。
目前使用正常。
2）升降油缸胶管磨损严重，胶管容易破损；
故障原因：
叉形架内与胶管结合面比较粗糙，胶管来回移动磨损严重。
处置措施：
在胶管上增加钢丝护套后胶管磨损减少目前使用正常。
3）运输机卡链
故障原因：
井下岩石部分为砂质泥岩遇水膨胀且粘度高在运输机槽内堆积导致刮板链阻力大容易卡链。
处置措施：
在铲板底槽做开口处理，将运输机拉入回渣从开口处漏掉将少运输机阻力，卡链现象减少。
四、评价
1、机器各部件设计合理可靠性强，设备故障率小于5℅；
2、掘进机设计合理，截割头设计合理，破岩能力强，截齿损耗小；
3、液压系统采用带负载敏感控制的恒功率变量泵及比例多路换向阀等新元部件，能适应复杂的工作条件，系统发热量小，效率高；
4、岩粉控制有效，除尘器除尘效率高，机理先进，除尘效果良好。
通过井下工业性试验表明，该机性能参数确定合理，切割性能、除尘效率高、整体稳定性等主要性能指标优于国内同类机型，达到国外同类机型先进水平，试验中，虽然出现一些故障，但对生产影响较小，该项目的工业性试验是成功的。
希望今后不断完善和改进，提高可靠性，并在更大范围内推广使用，为我国煤和半煤岩巷道掘进提供经济、实用、可靠的重型掘进机
六、建议
在现有基础上增加掘进机辅助机载功能如：
机载锚杆钻机、机载临时支护等使各功能协同作业，以提高单机的成巷速度，在掘进机机电一体化控制方面有更进一步的发展，项目今后研究的主要方向应该往掘进断面监控技术以及提高掘进机的自动化控制水平，以提高岩巷综合机械化快速掘进。
在机载除尘系统的进行进一步改进尽量减小控制的复杂程度，在除尘系统的控尘除尘方面继续改进提高其效率。
图1：
巷道工程平面示意图
图2：
综合柱状图
系
组
柱状
层厚（m）
岩石名称
岩性描述
J
J2x
3.5
粗砂岩
浅灰色，灰白色，含少量矿物碎屑，块状较坚硬，分选中等，成份以石英为主，次为长石，部分区域为粉砂岩与泥岩互层，波状层理。
J2y
3.77
泥质粉砂岩
紫褐色，灰绿色，中夹1.4米左右灰绿色粉砂岩，底部为1米左右厚的炭质粉砂岩。
2.8
砂质泥岩
紫红色，团块状裂隙面具光滑感，底部渐变为浅灰色，含铝质，较松软。
1.95
泥岩
灰色含铝质、光泽强，裂隙面有滑感染手，含大量煤屑及煤线，不分区域底部有薄层炭质泥岩。
6.5
一层煤
黑色，多为粉沫状。
8.39
粉砂岩
灰黑色，含炭质，块状，具缓波状层理，由上到下含煤量逐渐加少，底部1.5米左右为灰色粉砂岩，最底部0.2米左右为灰色坚硬石英砾岩。
1.66
含砾粗砂岩
致密，坚硬，波状层理，含石英砾岩30﹪左右，含植物化石印痕，硅质胶结。
图3：
巷道支护图
图4：
1120运输大巷岩掘运输系统示意图
表1：
巷道施工区域工作面地质构造表
构造名称
走向
倾向
倾角
性质
落差（m）
对掘进影响程度
F40
85°
SW
331°转309°
正断层
30
次生断层导致工作面岩石及煤层松软破碎，给掘进造成一定影响。
表2：
劳动组织表
序号
工 种
早 班
中 班
夜 班
合 计
1
喷头工
2
2
2
筛子工
1
1
3
上料工
4
4
4
绞车工
1
1
2
5
支护工
5
5
5
15
6
岩掘机司机
2
2
2
6
8
输送机司机
3
3
3
9
9
维修电钳工
6
1
7
10
班组长
2
2
2
6
11
跟班队长
3
1
1
5
12
小计
22
22
13
57
表3：
正规循环作业图表
循环时间
工作时间
工作内容
单 循 环 时 间
40
80
120
160
200
240
280
交接班准备
10
割岩运料
60
敲帮问顶打顶眼
60
安装顶锚杆挂网
40
打帮眼
60
注帮锚杆挂网
30
后巷清理自检
20
备 注
1、单循环进尺为1.6米，早、中、夜班各为一个循环。
2、月进度：
25×3×1.6＝120（米）（每月正常生产按25天计）
表4主要经济技术表
序号
项目
单位
数量
备注
1
面积
M2
净
16.79
毛
17.85
2
每班循环个数
个
1
3
循环进度
M
1.6
4
每小班进尺
M
1.6
5
圆班进尺
M
4.8
6
月进度
M
120
7
每天出勤人数
人
57
8
效率
M/工
0.084
说明
月出勤天数按25天计
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