新型分段式锚杆钻车的研制与应用

针对目前国内锚杆支护设备相对落后、无法与掘锚机组配套使用的问题,研制了一种配套掘锚机组实现高效快速掘进的分段式锚杆钻车,提高了巷道掘进速度,缓解了采掘失调的压力。     

新型矿用锚杆钻车研制成功

一种新型实用的煤矿用全液压锚杆钻车日前在石家庄煤矿机械有限责任公司研制成功。该锚杆钻车主要用于煤矿矩形巷道的煤顶及半岩巷的锚固施工工程。在巷道掘进过程中，锚杆钻车可与掘进机配合使用，实现巷道顶板支护机械化，将原有手动锚网支护效率提高5倍多，有效解决了“掘进快、支护慢”的难题。该设备在锚顶的时候还可以利用二次升降平台，平行顶、邦的锚固支护。     

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组的研发与应用

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组是一种集装运和锚杆、锚索支护等功能于一体的巷道支护设备,可配套掘锚一体机或掘进机组成快速掘进系统,各设备分工协作,分段支护,实现巷道掘、支、运平行作业与连续运输,提高巷道掘进效率,缓解掘、锚失衡矛盾。     

双臂截割机构掘锚一体机

综合现有掘锚产品类型,研究开发的掘锚一体机集全断面双臂截割、全断面装载、临时支护、锚杆支护、负压湿式除尘、自动截割等功能于一体,可实现掘进与锚杆支护交叉作业,满足煤及半煤岩、顶板破碎的中小断面巷道快速掘进。     

EBZ200型综掘机在拱形巷道掘锚一体化作业的研究及应用

针对目前梅花井煤矿使用综掘机进行巷道掘进、人工使用锚杆钻机进行锚固支护的方式,提出了一种在综掘机机身安装锚杆钻机、临时支护和工作平台的方法,通过改进设备以及优化巷道掘进工艺,提高巷道掘进速度,降低劳动强度,实现掘锚一体化作业。现场应用证明,综掘机改为掘锚一体机,集掘进、支护于一体,减少了巷道掘进过程中人工搬用锚杆钻机的工序,提高了掘进速度。     

履带式多功能锚杆钻车研制及应用

目前,煤矿井下巷道普遍采用综掘机施工,每次掘进完毕,都需要停止作业,撤出工作面,进行支护。综掘机移动过程中,为保证安全,所有人员都要撤离到安全位置,工效低;同时进行顶板临时支护,安全系数也低。新研发的具有超前支护与作业平台功能的履带式锚杆钻车,将作业平台和双锚杆钻机优化组合在履带式底盘上,施工人员可以站在钻车作业平台上操作,完成打锚杆眼、安装护网和安装锚杆工作。这种作业方式既可提高工效,又可切实保障施工安全。     

巷道掘进方案优选及掘锚参数设计

结合9503运输巷掘进需要及现场地质条件，确定采用EJM340锚掘一体机+MZHB5-1200/25锚杆转载机+DZQ100/100/40带式转载机+DWZY1000/1200自移机尾组方式掘进，并根据需求分配锚掘一体机、锚杆转载机支护任务。采用的巷道掘进方案掘进、围岩支护及运输机械化程度较高，可显著提升巷道掘进效率并降低工作人员劳动强度，巷道月掘进进尺可达到583 m,取得了较好的应用效果。     

复杂条件下巷道快速掘进技术研究

制约6503运输巷快速掘进的因素包括地质构造、围岩性质以及煤层厚度等，结合现场条件对巷道设计支护参数进行改造，并提出通过引进EJM340/4-2H掘锚一体机提高破岩、运输及支护效率，通过掘锚一体机与锚杆转载机前后平行作业提高围岩支护效率、减少支护耗时。6503运输巷快速掘进技术应用后，巷道月掘进进尺可达到480～560 m,围岩变形量较小，掘进迎头无顶板冒落、巷帮大变形或者顶板变形量大等问题。     

国外几种掘锚联合机组技术特点

1工作原理掘锚联合机组（Bolter—Miner）是80年代中、未期为适应综采工作面快速推进的要求研制的一种煤巷快速掘进和锚杆支护新型技术装备。其总体结构同悬臂式掘进机相似，是连续采煤机的一种改进和发展机型，通常由以下几部分组成：①主体机架;②履带行走装置；③截割头及其传动装置；④截割部导向和滑移装置；⑤机载锚杆钻机；⑥顶板临时支护装置；⑦装载和运输装置；⑧液压传动和执行装置；⑨电控装置。见附图。掘锚机组结构图机组采用横向宽体截割头工作机构，截割臂不作左右摆动可从上到下或从下到上切出巷道全部断面，有的宽体截割…     

巷道掘支锚连续平行作业机理及其应用

为解决基于悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道快速掘进问题,介绍了基于悬臂式掘进机的掘支锚连续平行作业工艺,形成了掘进、支护、锚固连续平行作业的施工技术体系。采用现场试验的方法,对巷道掘进与锚固分离时,顶板离层和围岩锚固性能进行了测试研究。结果表明:在顶板预先施工4根锚杆,然后在临时支架后方补打其余锚杆锚索,不会出现明显离层;不同空顶距下锚杆锚索锚固性能可以满足掘进与锚固分离要求;确定采用临时支架可以满足掘支分离生产需求。开发了连续自移式快速掘进支护装置和掘支锚连续平行作业工艺,主要包括钻探、掘进割煤、临时支护、掘进工作面锚杆打设、后方锚杆锚索打设、转载运煤、除尘等工序。在潞安漳村煤矿西下山回风巷进行了现场试验,采用新型掘支锚连续平行作业后,月进尺达到745 m,支护效果良好,掘进效率提高65%以上。     

塔山矿全液压锚杆钻车的开发与应用

 塔山煤矿公司和北京景隆重工机械有限公司合力开发的CMM2-18型全液压锚杆钻车,是一种适用于石炭二叠纪煤层开采中,在地质条件复杂、煤层特厚、煤质疏松巷道掘进的全机械化支护设备。该锚杆钻车现主要用于塔山煤矿公司顺槽巷道的煤顶及半岩巷的锚固施工工程。巷道掘进过程中,锚杆钻车可与掘进机配合使用,实现巷道顶帮支护机械化,将原有手动锚网支护效率提高3倍多,有效解决了“掘进快、支护慢”的难题,并且该设备在支护顶部锚杆的时候还可以利用超前临时支撑机构起到前探支护的作用。     

漳村矿掘锚分离巷道围岩变形特征分析及支护技术研究

为了掌握在传统掘锚分离工艺下巷道围岩的变形规律特征,结合漳村矿西下山回风巷的实际地质条件,对围岩受力、变形及破坏特征进行了数值分析,并对该巷道支护方式及参数进行了设计。结果表明,巷道掘进后变形最为剧烈的范围为掘进工作面后方10m范围内,10m范围外巷道变形逐渐趋缓;随着锚杆数量的增加,顶板下沉量减小,依据顶煤和顶板条件,掘进初期每排打4根锚杆,顶板基本均不会出现离层。     

基于机器人化掘支锚联合机组的折叠式钻车钻臂工作空间分析

针对现有掘进工艺仍然存在掘支比例失衡和掘进效率低下导致的掘进工作面安全事故频发等问题,提出了机器人化掘支锚联合机组及工艺,介绍了该机组的组成和工作原理,阐述了该机组中折叠式钻车钻臂的结构及运动学建模,并对该折叠式钻车钻臂的工作空间进行了详细的分析。通过对钻车钻臂关节参数进行反解,验证了该折叠式钻车钻臂能够满足实际工作的位置和姿态要求,为实现井下少人、无人化掘进作业奠定了基础。     

四臂锚杆钻车的设计

介绍了四臂锚杆钻车的应用、主要参数、结构组成及结构特点。该机器主要用于连采巷道,它与连采机配套使用,完成连采巷道的锚杆支护工作,这可大大减少工人的劳动强度和提高连采巷道的掘进效率。     

掘锚一体化高效掘进理论与技术

为提高巷道掘进效率,提出了掘锚一体化高效掘进的概念,指出高预应力锚固理论、空顶区顶板稳定控制理论、软岩流变理论、松动圈理论和锚杆支护动态信息设计方法等是掘锚一体机高效掘进的理论基础,进一步采用数值模拟和试验,发现了高效掘进围岩破坏变形规律和低比能耗高效截割的有关规律。针对综掘工艺平行作业率低的难题,攻克了高效掘进系统集成配套技术,创新研制掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车和柔性连续运输系统等装备,构建掘进、支护、运输、除尘等工序的同步作业线,掘支运平行作业时间由25%～35%增至50%～70%。攻克了掘锚一体化技术和全宽截割技术,研制了国产掘锚一体机,优化了截割功率、空顶距、接地比压,行走采用千伏级交流变频调速技术,解决了国外设备截割能力不足、适应性差等难题,研制了双驱动高速合流重型截割减速器,实现截割功率达340 kW,研制前探式临时支护,将临时支护空顶距由1 m减至0.4 m,研制宽型履带底盘,整机接地比压由0.28 MPa降至0.2 MPa;针对锚杆支护与转载运输平行作业的难题,攻克了空间多维度同步支护技术,研制了锚杆转载机和跨骑式锚杆钻车等设备,通过多组钻机实现多排多臂分段平行支护,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护,形成"前疏后密,快速推进"协同支护体系;攻克了多钎杆钻孔自动接续技术,钎杆由机械手自动续装、由钎杆仓存储,解决了锚索钻装不连续的技术难题;针对胶带长距离搭接的难题,研制出柔性连续运输系统,设计了位姿锁定的蛇形关节架体、偏置摆动式油气悬挂、具有减摩降阻机构的迈步式自移机尾、穿梭动力站等核心部件,实现小半径90°转弯和150 m往复搭接、连续转载;针对高效掘进粉尘防治的难题,提出了固液气三幕组合控尘方法,将粉尘控制在掘进工作面并形成粉尘池,防止粉尘扩散;研制了可随主机设备移动的除尘装置,实现除尘装置与掘进设备同步移动;攻克了小体积无龙骨自承式菱形滤袋过滤技术,研制了矿用全自动紧凑型袋式除尘器,总尘除尘率达99.7%;攻克了滤网表面超疏水改性、双面两级流线型气液分离等技术,研制了矿用机载湿式负压除尘器。应用表明,与原有掘进方法相比,掘锚一体化高效掘进技术在稳定围岩和中等稳定围岩条件下提高掘进速度1～2倍。     

煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化

结合煤矿井下特定的工况条件及对锚杆支护的不同要求,探索在多型国产煤巷掘进机上实现掘进及锚杆支护一体化.在煤巷掘进机上加装液压锚杆钻臂系统,通过机载液压锚杆钻机对掘进工作面进行安全、及时、快速支护.经实际应用表明:加装液压钻臂系统的方案灵活多样;巷道整体的掘进速度和安全性得到有效提高,掘进工效由0.4m/工提高到1.2 m/工;对大断面煤巷围岩的支护效果改善显著,比传统支护方式减少空顶时间30 min以上.煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化技术是提高煤巷快速掘进的一条新的有效途径.     

某矿11201综采面支护方案优化

为解决煤矿深部半煤岩锚-网-索联合支护时巷道掘进效率较低的问题,结合某矿深部煤层开采条件,提出高预紧长锚固的柔性锚杆快速掘进优化方案。采用巷道顶板连续梁理论,研究预应力锚杆对顶板的控制效果,实践表明,采用柔性锚杆支护方式有效控制了巷道变形,优化了原先复杂的支护程序,能够避免顶板破碎失稳,巷道掘进效率得到提高,效果明显。     

大采高大断面切眼巷道快速掘进技术及应用

以三交河煤矿为研究对象,针对矿井掘进巷道断面大、大采高、掘进速度相对较慢的情况,从综掘装备升级、技术参数优化、生产组织优化等方面进行优化改进。主要体现在:实现支护工作机械化,现在的CMM2-15C液压钻车代替过去的MQT-120风动锚杆钻机、MQS-45风动手持锚头,提高了效率,同时提高了施工过程的安全性;支护参数的优化,既节省了支护时间,又节省了材料;采用快速掘进技术之后,日进尺数由4.8m提高至10.2m;通过对快速掘进后的巷道顶板的连续需检测,发现该处巷道顶板稳定,无冒落风险。     

国产EBJ-120型掘进机实施掘锚一体化技术

介绍了在国产EBJ-120掘进机上加装锚杆钻臂系统,并通过加装过程中对锚杆钻臂系统的结构改进、工艺改进等手段,实现掘、支、锚一体化技术的合理应用,为寻求适合潞安煤层条件的掘锚一体化煤巷掘进机组提供了一条途径。     

高瓦斯厚煤层托顶煤巷道掘锚一体化施工技术

基于五星煤业2-105巷道覆存条件,常规的支护方式不能有效地控制巷道变形,现阶段采用的锚网梁、锚索联合支护工艺机械化程度低,工序衔接时间长,破坏了顶板的完整性。为了减少掘进、临时支护、锚杆安装等工序衔接问题,提高掘进施工速度,对现有的掘进设备进行改造,以巷道支护相关理论为依托,重新进行巷道设计并制定施工工艺,在五星煤业2-105巷道进行实践应用,使理论与实践相结合,实现掘-护-锚一体化作业,明显提高了巷道掘进速度。