软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与工程实践

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速掘进面临3个方面的难题,包括全宽截割对围岩的扰动控制,软弱围岩及时高效永久支护,软弱围岩快速掘进煤帮临时支护。提出了软弱围岩掘锚一体化快速掘进的5项关键技术,包括：(1)低扰动截割技术。主要包括椭型全宽截割滚筒、截齿排布优化、截割动力学优化等。(2)减小空顶空帮距的及时支护技术。该技术是在掘锚一体化技术基础上,研制了集双圆柱导向、多连杆升降、支护油缸撑顶撑底、随动挡矸帘防护于一体的多钻机整体滑移平台,将掘锚一体机作业空顶距由2.5 m降至1 m,作业空帮距由3.5 m降至1 m。(3)软弱围岩多维度协同支护技术。综合考虑锚杆锚索支护参数间的时空协同效应和支护体与围岩的协同效应,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。(4)钻锚一体化技术。主要包括锚杆结构和力学特性、锚固剂材料及泵注技术等。(5)煤帮喷涂临时支护技术。主要包括快反应高延伸率喷涂材...     

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。     

锚杆支护动态信息设计法在煤巷快速掘进中的应用

锚杆动态信息设计法可以适应巷道围岩地质条件的复杂性和多变性,该方法的设计原理和思路已为国内外所接受,成为适合煤巷特点的锚杆支护设计方法;常村煤矿引进的山特维克MB670型掘锚一体机可以实现截割、装载、支护平行作业,一次成巷。S6-8轨道巷采用先进的MB670型掘锚一体机设备和锚杆动态信息设计法可以实现煤巷安全高效快速掘进。     

煤矿掘锚一体机组的设计与力学特性分析

介绍了一种掘锚一体机组的设计原则、技术参数及结构特点,基于workbench有限元软件,对该掘锚一体机组关键结构件进行了模拟实际工况的仿真分析,获取了主机架、截割臂及截割中间滚筒的应力分布云图。该型掘锚一体机组的研制将有效缓解国内煤矿采掘的矛盾,解决支护和掘进不能平行作业的问题。     

煤矿高效全断面掘进机研制取得显著成效

<正>高效全断面掘进机研制——快速掘进后配套装备研发项目,近日获第八届陕西煤炭工业科技成果特等奖,标志着神华集团煤矿高效全断面掘进机研制取得显著成效。全断面高效快速掘进系统由掘进机系统和后配套装备2部分组成,前者主要由截割系统、装运系统、行走系统和临时支护系统4部分组成,后者由履带行走跨骑式10臂锚杆钻车、可弯曲胶带转载机、迈步式自移机尾、破     

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。     

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。     

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。     

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。     

煤巷掘锚一体机化快速掘进技术研究与应用

掘锚一体机就是将掘进和支护结合起来,在一个机器上同时完成割煤和顶帮锚网支护,具有掘锚平行作业、单个循环进尺占用时间少等特点。从掘锚一体机切割方式,工艺流程分析,得出了该机在实践应用中的优缺点,为以后改进技术提供借鉴。     

快掘成套装备研究与探讨

快掘成套装备由加长运输系统横轴掘进机、门式支架预支护系统、跨骑式锚杆钻车、桥式转载机和自移机尾等组成,系统分工明确,掘支并行作业,减人、提效效果明显,能够有效解决煤矿巷道“掘快支慢”难题,实现巷道快速掘进。     

煤矿巷道掘进装备关键技术现状和展望

为解决我国煤矿采掘失衡、采掘接续矛盾的问题,通过分析国内外掘进技术装备的现状,探讨了掘锚平行作业和硬岩截割2个制约快速掘进的主要问题,介绍了掘锚一体化联合作业和硬岩截割新技术发展,如悬臂式掘进机机载液压锚杆钻机系统、单巷连续快速掘进成套设备、快速掘进系统等的设计,最后对掘进技术与装备的发展方向提出了展望和建议。     

支路风筒布局对掘锚一体机粉尘运移规律影响研究

随着掘锚一体机理论与装备技术的发展,煤矿“采掘失衡”难题逐渐解决。但是综掘工作面大多采用传统通风除尘方法,高强度截割导致粉尘危害严重。为了从粉尘源头位置减少掘进截割粉尘的扩散,提出通过增加支路除尘风筒的新方法以改善掘进工作面的粉尘高浓度状况。利用数值模拟方法研究了不同数量的支路风筒对掘进巷道流场结构、粉尘运移状态和浓度等粉尘特征参数的影响规律。结果表明：单一较大横截面积的风筒能有效吸收从掘进机上方流向巷道后方的粉尘;支路风筒可以有效吸收所处位置的粉尘,阻止粉尘颗粒从掘进机两侧向巷道后方扩散。     

十臂锚杆钻车的研制与应用

为提高条件相对较好的中厚煤层巷道的掘进速度和成巷时间,研发了一种十臂锚杆钻车用于完成巷道中全部的顶板锚杆支护和侧帮锚杆支护,与掘锚机组配套进行巷道掘进,可解决掘锚机组无法一次性完成全部巷道的锚杆支护的问题。该十臂锚杆钻车在巷道顶板条件较好的巷道中的实际应用表明,掘进过程中可实现掘进和支护同步,缓解掘锚失衡的矛盾。     

岩巷综掘机掘锚护探一体化改造及应用

介绍了EBZ260型岩巷综掘机改造为掘锚护探一体机的设计思路及方法。通过实际应用,证明改造后的一体机不仅可完成截割、装载、输送等工序,也可实现锚杆锚索安装、临时支护、探水孔施工等功能,优化了综掘面掘进与支护工艺,提高了锚护效率。     

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。     

机载锚杆钻机研制及配套掘锚一体化设备应用

在原有综掘设备基础上,加装机载锚杆钻机、随机液压迈步式超前支护系统,实现掘锚一体化。首先针对综掘机机载锚杆钻机受力状况进行数值模拟研究,得到截割臂上端布置式机载锚杆钻机、两侧布置式机载锚杆钻机均可满足综掘机掘进支护需要,然后选用了配套超前支护系统与连续运输设备,组成了掘锚一体化设备系统,并在回坡底煤矿进行实际应用,取得了良好的应用效果,实现了安全高效生产。     

综掘巷道循环前移式临时支护系统研制

针对当前悬臂式掘进机掘进工作面掘、锚不能平行作业，临时支护、永久支护及各工序转换占用时间长、掘进机开机率低等问题，设计研制了一种循环前移式巷道门式支架机械手搬运临时支护系统。介绍了临时支护系统结构、工作原理及现场工业性试验情况。采用前掘后锚掘锚平行作业配套技术装备，使掘进巷道的时间和空间得到充分利用，并且减少了锚杆钻机和管线来回移动等工序，使循环作业时间大大缩短，掘进机开机率、掘进单进和工效大幅度提高。     

矿用EBZ160S型掘锚一体机改进及应用

针对当前长平矿掘进工作面存在生产时间过长、掘进效率低,因机组频繁进退增加了机电事故发生率,而且每次截割完毕后需进钻车架设临时支护,不能及时控制空顶,存在安全隐患;钻车使用事故较多,生产成本较高等问题,结合长平矿掘进工作面的工况,制定了改进思路和要求。重点对EBZ160S型综掘机结构特点进行分析,采用将掘进机原有的截割部进行变形改进后叠加上临时支护和锚固的功能,在机组左右平台上增加可滑动的钻臂装置,在机组截割部的上方布置摆动平台及前部支撑,同时对原有的油箱、泵站部、电控箱以及操作台进行优化改进来升级,通过升级改进成EBZ160M-4型掘锚一体机。经过试用采掘应用测试,EBZ160M-4型掘锚一体机拓展了原综掘机的功能,提升了掘进效率,降低了工人劳动强度,同时又集截割、装载、运输、支护一体,实现了一机多能等多项预期目标。     

煤矿掘锚一体机应用及改进分析

煤矿掘锚一体机将掘进和支护相结合,可以实现一台机器割煤和顶帮锚网支护同时作业,在实现掘锚平行作业、单个循环进尺占用时间少等方面具有显著优势。从掘锚一体机切割方式和工艺流程两方面入手,阐述分析了其在生产应用中的优势和不足,并对其改进做了探索,为以后的技术深化改革提供了参考。