巖巷機(jī)械化作業(yè)線矸石高效裝運(yùn)技術(shù)研究與應(yīng)用①

1、 巖巷機(jī)械化作業(yè)線矸石高效裝運(yùn)技術(shù)研究與應(yīng)用 徐親成摘 要：為了提高礦井巖巷的掘進(jìn)速度和機(jī)械化水平，該文詳細(xì)介紹了二種機(jī)械化作業(yè)線的高效裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)，提出了“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組”及“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸系統(tǒng)”兩種高效能矸石裝運(yùn)技術(shù)方案，并對其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析及研究，提出解決方法及措施。Key：巖巷機(jī)械化 高效裝運(yùn) 技術(shù)方案 研究應(yīng)用：TH24 ：A ：1674-098X（2014）10（c）-0041-021 巖巷掘進(jìn)裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀目前，國內(nèi)巖巷掘進(jìn)以手風(fēng)鉆鉆眼爆破工藝為主，耙斗裝巖機(jī)配合礦

2、車將矸石運(yùn)輸升井。這種矸石裝運(yùn)方式屬于間斷不連續(xù)排矸形式，裝、運(yùn)分開順序作業(yè)，耙裝機(jī)作業(yè)時不能運(yùn)輸，裝矸工序占用時間較長，而且受到礦車供應(yīng)量不均衡的影響大，一旦空載礦車供應(yīng)不上，巷道迎頭掘進(jìn)作業(yè)就得停止，是制約掘進(jìn)效率的關(guān)鍵因素之一。另外，也有部分煤礦采用耙斗裝巖機(jī)配合側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸，礦車運(yùn)輸，還有部分礦山采用梭式礦車運(yùn)輸，這些矸石運(yùn)輸方式在一定程度上提高了運(yùn)輸效率，但仍然屬于間斷不連續(xù)作業(yè)形式，同樣受到礦車周轉(zhuǎn)效率低等因素制約。2 高效矸石裝運(yùn)方案技術(shù)分析2.1 巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組方案為優(yōu)化巖巷機(jī)械作業(yè)裝運(yùn)工序，設(shè)計(jì)了一種適用于平巷、斜巷大斷面全

3、巖巷道快速掘進(jìn)設(shè)備裝運(yùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)配套打眼設(shè)備為CMJ17行煤礦用全液壓掘進(jìn)鉆車，采用ZWY-120/55L型防爆型履帶式挖斗裝載機(jī)裝矸，通過巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)膠帶輸送機(jī)將矸石直接裝運(yùn)至串聯(lián)礦車內(nèi)，電機(jī)車牽引礦車至采區(qū)車場，即組成了“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”高效能裝運(yùn)出矸系統(tǒng)，如圖1所示。2.1.1 挖掘式裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”主要由行駛、挖掘、輸送三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。該機(jī)具有如下功能：（1）液壓驅(qū)動行走功能通過液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶行走，液壓馬達(dá)具有前行、后退、自動剎車三種性能;（2）挖掘采集

4、功能由機(jī)械手完成，機(jī)械手具有挖掘、伸臂、裝料，卸料性能，大臂可上升、下降，左右回轉(zhuǎn)，挖掘采集的操縱由全液壓控制;（3）輸送、裝車功能能由配套輸送機(jī)系統(tǒng)完成，輸送架前接料口與礦石接觸面緊密，工作時穩(wěn)定性強(qiáng)，同時可以收集散矸，平整巷道。挖掘裝載機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）挖掘裝載機(jī)采用機(jī)械扒矸代替了原來人站在耙斗式裝巖機(jī)扒矸的方式，避免了矸石墜落或鋼絲繩彈出傷人的危險，扒矸作業(yè)是由機(jī)械臂完成，這樣在空頂情況下作業(yè)，保證了工人的施工安全;（2）挖掘裝載機(jī)自配運(yùn)輸系統(tǒng)與轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)搭接，實(shí)現(xiàn)了矸石裝運(yùn)的連續(xù)性，提高了矸石裝運(yùn)效率。與耙斗式裝渣機(jī)相比，它的工作臂的作業(yè)范圍大，減少了設(shè)備來回移動距離，提高了工效;

5、（3）挖掘裝載機(jī)采用履帶式行走，與耙斗式裝渣機(jī)相比，挖掘裝載機(jī)的爬坡能力強(qiáng)，可以在大坡度上下山巷道中施工作業(yè);（4）人工工效高。與耙斗式裝巖機(jī)相比，操作人員由23人減為只需1人，降低了勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了減人提效。2.1.2 串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)在“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”方案中，如果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下向串聯(lián)礦車組內(nèi)裝矸石，則由于串聯(lián)礦車組礦車與礦車之間存在一定的間隔空隙，當(dāng)機(jī)車牽引礦車組移動，兩輛礦車間的間隔空隙到達(dá)矸石落點(diǎn)位置時，矸石會通過礦車間的間隔空隙撒落到地上，且撒落量大，人工清理困難。如果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)向串聯(lián)礦車

6、組內(nèi)裝矸石，可解決礦車組撒矸落地問題，但同時由于裝矸的不連續(xù)性，一方面降低了矸石裝運(yùn)效率;另一方面轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)需頻繁點(diǎn)動開停，容易燒壞電機(jī)。為此，設(shè)計(jì)出一套串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)，在圖1中，電機(jī)車牽引礦車組移動，當(dāng)兩輛礦車的間隔空隙到達(dá)落矸點(diǎn)位置時，串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)啟動，三角形的分矸裝置快速移動遮住兩輛礦車間的間隔空隙，落下來的矸石被三角形的分矸裝置分流至兩輛礦車內(nèi)。當(dāng)間隔空隙越過落矸點(diǎn)后，間隔空隙擋矸系統(tǒng)回復(fù)初始位置，等待下一個礦車間間隔空隙到來，重復(fù)上述動作，直到礦車組完成裝矸作業(yè)。串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)主要由平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、擋矸機(jī)構(gòu)三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。該

7、礦車間隙擋矸裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）利用傳感器精確地檢測礦車運(yùn)行時的位置，傳輸給PLC，再發(fā)出信號控制液壓系統(tǒng)，使整個分矸過程更加地可靠。（2）礦車與礦車之間的間隙運(yùn)動至落矸點(diǎn)位置時，自動擋矸裝置遮在兩礦車間隔空隙處，很好地解決了礦車組連續(xù)裝矸矸石撒落問題（如圖2所示）。（3）該串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)連續(xù)裝運(yùn)矸石，同時系統(tǒng)的操作可由轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)司機(jī)兼職操作，無需增加操作人員。2.2 巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸皮帶機(jī)系統(tǒng)“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸皮帶機(jī)系統(tǒng)”迎頭裝載工序

8、同“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組系統(tǒng)”一樣，裝、運(yùn)一體化平行作業(yè)，出矸運(yùn)輸效率高，如圖3所示。下面重點(diǎn)介紹一下煤矸分流器在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。2.2.1 煤矸分流器的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)煤矸分流器主要由溜煤板、改向擋板、電液推移機(jī)構(gòu)及液壓動力源等組成。當(dāng)煤矸分流器保持在出煤狀態(tài)時，改向擋板旋轉(zhuǎn)至出煤位置，煤流落到出煤皮帶機(jī)上運(yùn)走;當(dāng)煤矸分流器切換到出矸狀態(tài)時，改向擋板繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)約45，到達(dá)出矸位置，矸石落到出矸皮帶機(jī)上運(yùn)走，改向擋板旋轉(zhuǎn)通過電液推動器實(shí)現(xiàn)位置轉(zhuǎn)換。煤矸分流器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）煤矸分流器結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)分流，出煤出矸轉(zhuǎn)換快，效率高。（2）利用兩條專用

9、皮帶機(jī)分別運(yùn)煤運(yùn)矸，運(yùn)輸效率高，做大限度的保證了煤質(zhì)質(zhì)量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。（3）同時裝置的操作可由皮帶機(jī)司機(jī)兼職操作，無需增加人工成本。3 結(jié)語“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組”主要適用于井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)高效可靠，提升運(yùn)輸能力強(qiáng)的礦井。而“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸系統(tǒng)”主要適用于主煤流皮帶機(jī)運(yùn)輸能力富余量大，軌道提升運(yùn)輸能力不足的礦井。兩套方案均實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動化作業(yè)，提高了矸石裝運(yùn)機(jī)械化水平，實(shí)現(xiàn)了矸石裝運(yùn)連續(xù)作業(yè)，縮短了矸石裝運(yùn)時間，降低了工人勞動強(qiáng)度，具有良好的推廣應(yīng)用前景。Reference1 邵虎成.巖

10、巷裝載技術(shù)及其發(fā)展J.建井技術(shù)，1996（5-6）：20-21.2 楊曉，楊永興，楊淼.巖巷掘進(jìn)連續(xù)排矸系統(tǒng)的應(yīng)用與分析J.煤礦機(jī)電，2012（5）：125-126.endprint摘 要：為了提高礦井巖巷的掘進(jìn)速度和機(jī)械化水平，該文詳細(xì)介紹了二種機(jī)械化作業(yè)線的高效裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)，提出了“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組”及“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸系統(tǒng)”兩種高效能矸石裝運(yùn)技術(shù)方案，并對其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析及研究，提出解決方法及措施。Key：巖巷機(jī)械化 高效裝運(yùn) 技術(shù)方案 研究應(yīng)用：TH24 ：A ：1674-

11、098X（2014）10（c）-0041-021 巖巷掘進(jìn)裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀目前，國內(nèi)巖巷掘進(jìn)以手風(fēng)鉆鉆眼爆破工藝為主，耙斗裝巖機(jī)配合礦車將矸石運(yùn)輸升井。這種矸石裝運(yùn)方式屬于間斷不連續(xù)排矸形式，裝、運(yùn)分開順序作業(yè)，耙裝機(jī)作業(yè)時不能運(yùn)輸，裝矸工序占用時間較長，而且受到礦車供應(yīng)量不均衡的影響大，一旦空載礦車供應(yīng)不上，巷道迎頭掘進(jìn)作業(yè)就得停止，是制約掘進(jìn)效率的關(guān)鍵因素之一。另外，也有部分煤礦采用耙斗裝巖機(jī)配合側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸，礦車運(yùn)輸，還有部分礦山采用梭式礦車運(yùn)輸，這些矸石運(yùn)輸方式在一定程度上提高了運(yùn)輸效率，但仍然屬于間斷不連續(xù)作業(yè)形式，同樣受到礦車周轉(zhuǎn)效率低等因素制約。2 高效矸石裝運(yùn)方案技術(shù)分析2.1

12、 巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組方案為優(yōu)化巖巷機(jī)械作業(yè)裝運(yùn)工序，設(shè)計(jì)了一種適用于平巷、斜巷大斷面全巖巷道快速掘進(jìn)設(shè)備裝運(yùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)配套打眼設(shè)備為CMJ17行煤礦用全液壓掘進(jìn)鉆車，采用ZWY-120/55L型防爆型履帶式挖斗裝載機(jī)裝矸，通過巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)膠帶輸送機(jī)將矸石直接裝運(yùn)至串聯(lián)礦車內(nèi)，電機(jī)車牽引礦車至采區(qū)車場，即組成了“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”高效能裝運(yùn)出矸系統(tǒng)，如圖1所示。2.1.1 挖掘式裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”主要由行駛、挖掘、輸送三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系

13、統(tǒng)組成。該機(jī)具有如下功能：（1）液壓驅(qū)動行走功能通過液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶行走，液壓馬達(dá)具有前行、后退、自動剎車三種性能;（2）挖掘采集功能由機(jī)械手完成，機(jī)械手具有挖掘、伸臂、裝料，卸料性能，大臂可上升、下降，左右回轉(zhuǎn)，挖掘采集的操縱由全液壓控制;（3）輸送、裝車功能能由配套輸送機(jī)系統(tǒng)完成，輸送架前接料口與礦石接觸面緊密，工作時穩(wěn)定性強(qiáng)，同時可以收集散矸，平整巷道。挖掘裝載機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）挖掘裝載機(jī)采用機(jī)械扒矸代替了原來人站在耙斗式裝巖機(jī)扒矸的方式，避免了矸石墜落或鋼絲繩彈出傷人的危險，扒矸作業(yè)是由機(jī)械臂完成，這樣在空頂情況下作業(yè)，保證了工人的施工安全;（2）挖掘裝載機(jī)自配運(yùn)輸系統(tǒng)與轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)

14、搭接，實(shí)現(xiàn)了矸石裝運(yùn)的連續(xù)性，提高了矸石裝運(yùn)效率。與耙斗式裝渣機(jī)相比，它的工作臂的作業(yè)范圍大，減少了設(shè)備來回移動距離，提高了工效;（3）挖掘裝載機(jī)采用履帶式行走，與耙斗式裝渣機(jī)相比，挖掘裝載機(jī)的爬坡能力強(qiáng)，可以在大坡度上下山巷道中施工作業(yè);（4）人工工效高。與耙斗式裝巖機(jī)相比，操作人員由23人減為只需1人，降低了勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了減人提效。2.1.2 串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)在“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”方案中，如果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下向串聯(lián)礦車組內(nèi)裝矸石，則由于串聯(lián)礦車組礦車與礦車之間存在一定的間隔空隙，當(dāng)機(jī)車牽引礦車組移動，兩輛礦

15、車間的間隔空隙到達(dá)矸石落點(diǎn)位置時，矸石會通過礦車間的間隔空隙撒落到地上，且撒落量大，人工清理困難。如果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)向串聯(lián)礦車組內(nèi)裝矸石，可解決礦車組撒矸落地問題，但同時由于裝矸的不連續(xù)性，一方面降低了矸石裝運(yùn)效率;另一方面轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)需頻繁點(diǎn)動開停，容易燒壞電機(jī)。為此，設(shè)計(jì)出一套串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)，在圖1中，電機(jī)車牽引礦車組移動，當(dāng)兩輛礦車的間隔空隙到達(dá)落矸點(diǎn)位置時，串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)啟動，三角形的分矸裝置快速移動遮住兩輛礦車間的間隔空隙，落下來的矸石被三角形的分矸裝置分流至兩輛礦車內(nèi)。當(dāng)間隔空隙越過落矸點(diǎn)后，間隔空隙擋矸系統(tǒng)回復(fù)初始位置，等待下一個礦車間間隔空隙到來，重復(fù)

16、上述動作，直到礦車組完成裝矸作業(yè)。串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)主要由平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、擋矸機(jī)構(gòu)三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。該礦車間隙擋矸裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）利用傳感器精確地檢測礦車運(yùn)行時的位置，傳輸給PLC，再發(fā)出信號控制液壓系統(tǒng)，使整個分矸過程更加地可靠。（2）礦車與礦車之間的間隙運(yùn)動至落矸點(diǎn)位置時，自動擋矸裝置遮在兩礦車間隔空隙處，很好地解決了礦車組連續(xù)裝矸矸石撒落問題（如圖2所示）。（3）該串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)連續(xù)裝運(yùn)矸石，同時系統(tǒng)的操作可由轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)司機(jī)兼職操作，無需增加操作人員。2.2 巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮

17、帶機(jī)+地面分矸皮帶機(jī)系統(tǒng)“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸皮帶機(jī)系統(tǒng)”迎頭裝載工序同“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組系統(tǒng)”一樣，裝、運(yùn)一體化平行作業(yè)，出矸運(yùn)輸效率高，如圖3所示。下面重點(diǎn)介紹一下煤矸分流器在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。2.2.1 煤矸分流器的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)煤矸分流器主要由溜煤板、改向擋板、電液推移機(jī)構(gòu)及液壓動力源等組成。當(dāng)煤矸分流器保持在出煤狀態(tài)時，改向擋板旋轉(zhuǎn)至出煤位置，煤流落到出煤皮帶機(jī)上運(yùn)走;當(dāng)煤矸分流器切換到出矸狀態(tài)時，改向擋板繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)約45，到達(dá)出矸位置，矸石落到出矸皮帶機(jī)上運(yùn)走，改向擋板旋轉(zhuǎn)

18、通過電液推動器實(shí)現(xiàn)位置轉(zhuǎn)換。煤矸分流器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）煤矸分流器結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)分流，出煤出矸轉(zhuǎn)換快，效率高。（2）利用兩條專用皮帶機(jī)分別運(yùn)煤運(yùn)矸，運(yùn)輸效率高，做大限度的保證了煤質(zhì)質(zhì)量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。（3）同時裝置的操作可由皮帶機(jī)司機(jī)兼職操作，無需增加人工成本。3 結(jié)語“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組”主要適用于井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)高效可靠，提升運(yùn)輸能力強(qiáng)的礦井。而“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸系統(tǒng)”主要適用于主煤流皮帶機(jī)運(yùn)輸能力富余量大，軌道提升運(yùn)輸能力不足的礦井。兩套方案均實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動化作業(yè)，提高了矸石裝運(yùn)機(jī)

19、械化水平，實(shí)現(xiàn)了矸石裝運(yùn)連續(xù)作業(yè)，縮短了矸石裝運(yùn)時間，降低了工人勞動強(qiáng)度，具有良好的推廣應(yīng)用前景。Reference1 邵虎成.巖巷裝載技術(shù)及其發(fā)展J.建井技術(shù)，1996（5-6）：20-21.2 楊曉，楊永興，楊淼.巖巷掘進(jìn)連續(xù)排矸系統(tǒng)的應(yīng)用與分析J.煤礦機(jī)電，2012（5）：125-126.endprint摘 要：為了提高礦井巖巷的掘進(jìn)速度和機(jī)械化水平，該文詳細(xì)介紹了二種機(jī)械化作業(yè)線的高效裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)，提出了“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組”及“巖巷用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+矸倉+主煤流皮帶機(jī)+地面分矸系統(tǒng)”兩種高效能矸石裝運(yùn)技術(shù)方案，并

20、對其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析及研究，提出解決方法及措施。Key：巖巷機(jī)械化 高效裝運(yùn) 技術(shù)方案 研究應(yīng)用：TH24 ：A ：1674-098X（2014）10（c）-0041-021 巖巷掘進(jìn)裝運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀目前，國內(nèi)巖巷掘進(jìn)以手風(fēng)鉆鉆眼爆破工藝為主，耙斗裝巖機(jī)配合礦車將矸石運(yùn)輸升井。這種矸石裝運(yùn)方式屬于間斷不連續(xù)排矸形式，裝、運(yùn)分開順序作業(yè)，耙裝機(jī)作業(yè)時不能運(yùn)輸，裝矸工序占用時間較長，而且受到礦車供應(yīng)量不均衡的影響大，一旦空載礦車供應(yīng)不上，巷道迎頭掘進(jìn)作業(yè)就得停止，是制約掘進(jìn)效率的關(guān)鍵因素之一。另外，也有部分煤礦采用耙斗裝巖機(jī)配合側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸，礦車運(yùn)輸，還有部分礦山采用梭式礦車運(yùn)輸，這些矸石運(yùn)輸

21、方式在一定程度上提高了運(yùn)輸效率，但仍然屬于間斷不連續(xù)作業(yè)形式，同樣受到礦車周轉(zhuǎn)效率低等因素制約。2 高效矸石裝運(yùn)方案技術(shù)分析2.1 巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車組方案為優(yōu)化巖巷機(jī)械作業(yè)裝運(yùn)工序，設(shè)計(jì)了一種適用于平巷、斜巷大斷面全巖巷道快速掘進(jìn)設(shè)備裝運(yùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)配套打眼設(shè)備為CMJ17行煤礦用全液壓掘進(jìn)鉆車，采用ZWY-120/55L型防爆型履帶式挖斗裝載機(jī)裝矸，通過巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)膠帶輸送機(jī)將矸石直接裝運(yùn)至串聯(lián)礦車內(nèi)，電機(jī)車牽引礦車至采區(qū)車場，即組成了“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖掘式裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”高效能裝運(yùn)出矸系統(tǒng)，如圖1所示。2.1.1 挖掘式裝載機(jī)

22、的結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”主要由行駛、挖掘、輸送三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。該機(jī)具有如下功能：（1）液壓驅(qū)動行走功能通過液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶行走，液壓馬達(dá)具有前行、后退、自動剎車三種性能;（2）挖掘采集功能由機(jī)械手完成，機(jī)械手具有挖掘、伸臂、裝料，卸料性能，大臂可上升、下降，左右回轉(zhuǎn)，挖掘采集的操縱由全液壓控制;（3）輸送、裝車功能能由配套輸送機(jī)系統(tǒng)完成，輸送架前接料口與礦石接觸面緊密，工作時穩(wěn)定性強(qiáng)，同時可以收集散矸，平整巷道。挖掘裝載機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）挖掘裝載機(jī)采用機(jī)械扒矸代替了原來人站在耙斗式裝巖機(jī)扒矸的方式，避免了矸石墜落或

23、鋼絲繩彈出傷人的危險，扒矸作業(yè)是由機(jī)械臂完成，這樣在空頂情況下作業(yè)，保證了工人的施工安全;（2）挖掘裝載機(jī)自配運(yùn)輸系統(tǒng)與轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)搭接，實(shí)現(xiàn)了矸石裝運(yùn)的連續(xù)性，提高了矸石裝運(yùn)效率。與耙斗式裝渣機(jī)相比，它的工作臂的作業(yè)范圍大，減少了設(shè)備來回移動距離，提高了工效;（3）挖掘裝載機(jī)采用履帶式行走，與耙斗式裝渣機(jī)相比，挖掘裝載機(jī)的爬坡能力強(qiáng)，可以在大坡度上下山巷道中施工作業(yè);（4）人工工效高。與耙斗式裝巖機(jī)相比，操作人員由23人減為只需1人，降低了勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了減人提效。2.1.2 串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用特點(diǎn)在“巖巷掘進(jìn)用全液壓鉆車+挖斗裝載機(jī)+巖巷轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)+串聯(lián)礦車”方案中，如

24、果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下向串聯(lián)礦車組內(nèi)裝矸石，則由于串聯(lián)礦車組礦車與礦車之間存在一定的間隔空隙，當(dāng)機(jī)車牽引礦車組移動，兩輛礦車間的間隔空隙到達(dá)矸石落點(diǎn)位置時，矸石會通過礦車間的間隔空隙撒落到地上，且撒落量大，人工清理困難。如果轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)向串聯(lián)礦車組內(nèi)裝矸石，可解決礦車組撒矸落地問題，但同時由于裝矸的不連續(xù)性，一方面降低了矸石裝運(yùn)效率;另一方面轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)需頻繁點(diǎn)動開停，容易燒壞電機(jī)。為此，設(shè)計(jì)出一套串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)，在圖1中，電機(jī)車牽引礦車組移動，當(dāng)兩輛礦車的間隔空隙到達(dá)落矸點(diǎn)位置時，串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)啟動，三角形的分矸裝置快速移動遮住兩輛礦車間的間隔空隙，落下來的矸石被三角形的分矸裝置分流至兩輛礦車內(nèi)。當(dāng)間隔空隙越過落矸點(diǎn)后，間隔空隙擋矸系統(tǒng)回復(fù)初始位置，等待下一個礦車間間隔空隙到來，重復(fù)上述動作，直到礦車組完成裝矸作業(yè)。串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)主要由平移機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、擋矸機(jī)構(gòu)三大機(jī)構(gòu)及液壓、電氣二大系統(tǒng)組成。該礦車間隙擋矸裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）利用傳感器精確地檢測礦車運(yùn)行時的位置，傳輸給PLC，再發(fā)出信號控制液壓系統(tǒng)，使整個分矸過程更加地可靠。（2）礦車與礦車之間的間隙運(yùn)動至落矸點(diǎn)位置時，自動擋矸裝置遮在兩礦車間隔空隙處，很好地解決了礦車組連續(xù)裝矸矸石撒落問題（如圖2所示）。（3）該串聯(lián)礦車組間隔空隙擋矸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)連續(xù)裝運(yùn)