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EBZ160型综掘机掘锚护一体化应用与改造

2023-10-19 79 上传者：管理员

摘要：在分析EBZ160型综掘机性能优势的基础上，从机械部分和液压系统两个角度进行了综掘机掘锚护探一体化改造设计，改造后综掘机掘进效率明显提升；并对改造后的EBZ160型综掘机的工作流程及应用效果展开分析探讨。应用结果表明，改造后的掘锚护一体机既能完成煤岩截割、装载及运输，又具有锚杆索安装、临时支护、探水孔等功能；掘锚护一体机巷道成型效果好，对煤岩扰动小，并能实现连续作业，工效高。

关键词：
EBZ160型综掘机
一体化
掘进
支护
锚固
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传统煤矿采掘施工过程包括深孔钻车探测、掘进机截割成巷、锚杆钻车支护、设备物料运输等环节，工艺复杂，设备数量多，错机辅助耗时，设备故障率高，掘进效率低。近几年，随着煤矿锚杆支护技术的发展，掘进技术和锚杆技术有机结合后掘锚护一体机便应运而生。当前，煤矿掘锚护一体化技术主要有两类，一是使用掘锚护功能与一体的原装掘进机，二是在原综掘机基础上加装加载锚杆钻机和支护装置，改造后具有掘锚护功能。原装掘锚机整机价格高，而改装处理能降低机械费用，实现掘锚护机械化和自动化。

1、EBZ160型综掘机性能

EBZ160型综掘机结构复杂，主要由本体及截割部、行走及铲板部等系统组成。综掘机工作系统包括电气系统和液压系统两部分，电气系统由电控箱和电气回路构成，对机械部件实施控制；液压系统则由油泵、电机、液压阀等组成，为机械部件运行提供动力源。EBZ160型综掘机截割能力强，进尺速度块，掘进及装运工效高，该综掘机可以与皮带机联合使用，连续进行截割和装矸；各油缸的行走及运行速度均可无极调速。与炮掘方式相比，该型号综掘机无需打孔爆破，运行期间故障率低，单产及掘进效率高[1]。EBZ160型综掘机可直接进行煤岩截割，不会破坏煤岩结构，能缩小煤岩松动范围，控制煤巷变形，避免冒顶和收缩变形的发生。该型号综掘机安装拆卸方便，设备质量大，底盘和履带接地面积也较大，稳定性好；对于大坡度煤巷和软岩底板较为适用，设备故障率低。

2、改造设计

对EBZ160型综掘机进行改造时，遵循安全性、适应性、可靠性和工效性原则，通过机械部分和液压系统改造，使其具备掘锚护一体功能，结构详见图1。

2.1 机械部分改造

此部分改造主要增设前锚钻部和后锚钻部。前锚钻部对称布置于综掘机机架左右两侧平台前部，待机组截割结束开始支护时滑移机构以大行程滚轮形式传动，在油缸的推动作用下将钻臂推动至机组前方相应孔位。运行行程最大可达4 500 mm，可实现零空顶，前锚钻部结构见图2。

图1 掘锚护探一体机结构后锚钻部对称布置在综掘机机架左右两侧平台后部，钻臂可上下升降、左右回转，钻臂和推进器配合运行，实现帮锚杆孔补打，后锚钻部结构见图3。

将前部支撑增设在截割部，主要起到固定钢梁和锚网，保证采掘过程安全的作用。支护期间，通过油缸的升降推动前部支撑和伸缩套筒升起，内套筒在伸缩油缸的推动下向外伸出，并将支护顶梁调整至合理的支护位置，结构详见图4。

图2 前锚钻部

图3 后锚钻部

图4 前部支撑

2.2 液压系统改造

将闭锁阀加装在EBZ160型综掘机泵站高压供油管上，输出的两路高压液中，一路连通掘进机原管路，另一路通过三通后分别进入超前支护阀组和锚杆钻机模块。通过液压系统改造，将各执行元件管路连接固定，调整安全阀及溢流阀整定值。

掘锚护一体化改造后的EBZ160型综掘机掘进高度和宽度最大可达4.8 m和5.5 m，油泵电机功率及额定总功率分别达75 kW和245 kW；机载支护装置支撑力75～98 kN，最大支护宽度缩回量2.0～3.5 m；机载液压锚杆钻机可适应高2.5～5.0 m、宽4.0～5.5 m的巷道；额定工作压力16 MPa，额定转速300 r/min，额定扭矩200 N·m；锚杆机高度在1 800～2 400 mm之间，锚杆间距可调，并可旋转180°。

3、掘锚护一体机应用

3.1 工作流程

该综掘机工作时必须调整好位置，将托梁和顶网置于超前支护顶梁，通过顶梁升降油缸调整顶梁至合理高度，并将超前支护顶梁加载至预定支撑力水平。随后打设锚杆，安装顶网和梯梁，结束支护后将支护顶梁收回。

在操作阀组控制下，通过机载钻机导轨伸缩运行打开钻机，并旋转至安装位置，操作推进阀并待钻杆接近孔位时，调整机载钻机角度与方向，完成锚杆和锚索的安装。

通过以上分析，EBZ160型综掘机锚护一体化改造后的液压系统包括管路、阀组、泵站机执行元件等部分。综掘机掘进施工开始后打开闭锁阀并旋扭至“掘进”位置，闭锁锚护部分，切断元件液压动力供应；支护开始后，将闭锁阀旋扭至“支护”位置，切断掘进机升降、回转、铲板等执行机构液压动力供应，通过闭锁阀向锚杆钻机、支护模块供液，完成超前支护。

3.2 应用效果

EBZ160型综掘机掘锚护一体化改造后在某煤矿2-3031巷道展开试验，该巷道直接顶为1.5 m厚、普式硬度系数4.52的砂质泥岩；直接底为2.3 m厚、普式硬度系数4.57的砂质泥岩；掘进厚度3.0 m，断面上部为深灰色层状泥岩，下部为2号煤。支护巷道宽4.7 m、高3.0 m，通过高强锚杆、锚索及锚梁和金属网联合支护。巷道顶板每排布置6根Φ22mm×2500mm螺纹钢树脂锚杆，与巷道顶板垂直；锚杆间距和排距分别为900 mm、900 mm；巷道两帮每排每帮设置4根Φ20 mm×2 000 mm螺纹钢树脂锚杆，采用锚梁支护；帮锚杆全部与巷帮垂直布置，间距和排距分别为800 mm、900 mm。

2021年12月—2022年5月，该煤矿对改造后的EBZ160型综掘机进行了性能试验，按照巷道探放水、截割、装运岩、支护等工序组织施工，最高日进尺和月进尺分别达到9.0 m、230 m，与改造前相比，掘进速度提升了55%以上。

4、结语

对原EBZ160型综掘机进行机械部分和液压系统改造后形成掘锚护一体机，比传统的帮顶锚杆钻机支护施工节省了时间，掘进自动化及机械化程度明显提升，综掘工作面支护环境显著改善，安全隐患减少，掘进效率提升；传统作业方式下机械数量多、设备故障率高、工效低的状况彻底改观，也为煤矿岩巷快速、安全、高效掘进施工提供了改进思路。

参考文献:

[1]郭庆力,杨文斌,纪高,等.岩巷综掘机掘锚护探一体化改造及应用[J].煤矿机械,2022,43(2):120-122.

文章来源:尹金元.EBZ160型综掘机掘锚护一体化改造与应用[J].机械管理开发,2023,38(10):128-129.