陈晨
淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿，安徽淮南 232001
摘要： 本文以张集煤矿厚煤层掘进巷道为研究对象，提出了厚煤层掘进巷道综合机械化线研究方案并将其进行了实践应用的研究。该机械化作业线方案设备配套合理，掘进速度提升，职工劳动量减少，经济效益明显，具有普遍的推广应用价值。
关键词 综合机械化；设备配套；创新
张集煤矿从投产以来，煤巷综掘机械化作业线在井下得到应用和长足的发展，取得了巨大的经济效益。在厚煤层掘进巷道的综合机械化方面也做了有益的探索和尝试。此次，在1313（3）运输顺槽以EBZ200型综掘机、CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车、DWZY1000型带式输送机自移机尾、柴油单轨吊、ZDY4500煤矿用履带式钻机、SSJ1000-75皮带机、皮带机集中控制装置、皮带机精准定位装置、皮带机尾自动清扫器、矿用喷雾降尘风机、云喷雾遥控降尘装置、矿压在线监测装置为主要配套设备的厚煤层掘进巷道综合机械化作业线，在1313（3）运顺取得成功应用，解决了以往厚煤层掘进巷道所遇到的掘进机械化率低、进度慢、用人多、劳动量大、环境差、施工进度慢等难题，实现减人、安全、环保、高效的成果，提高机械化、自动化控制水平，在厚煤层掘进巷道综合机械化线的积累了宝贵的经验。
1工程概况
张集矿1313（3）工作面位于东二采区，北以F220断层为界，南为东二采区系统巷道，东为13-1煤未采区、西邻1312（3）工作面；1313（3）运输顺槽设计长度1186m，已施工656m，通过对巷道掘进地质、瓦斯的分析、数值模拟和工程类比，得出该巷道可采用综合机械化掘进方式，支护方式可采用锚梁网支护方式，断面设计为矩形断面，断面尺寸为5.4×3.5m。
使用仪器设备有：三一重工EBZ260型综掘机、CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车、DWZY1000型带式输送机自移机尾、柴油单轨吊、ZDY4500煤矿用履带式钻机、皮带机集中控制装置、皮带机精准定位装置、皮带机尾自动清扫器、云喷雾遥控降尘装置、顶板矿压在线监测装置、锚杆无损检测装置等。
2.技术关键及创新点
2.1 装备选型
（1）综掘机
目前适用于巷道断面大于15m2以上的综掘机，国产的主要有EBZ200型综掘机。
（2）锚杆锚索钻车
为解决巷道作为永久系统巷道支护强度较大的施工难题，拟选用CMM4-30煤矿用液压锚杆钻车，其适应巷道宽度在4.8～5.5米，高度在3.2～3.8米。
首先，掘进机在工作面迎头进行掘进作业时，锚杆钻车停靠在掘进机后方的侧帮处,见图1； 然后，在掘进机完成割窑循环作业后，掘进机后退并尽量贴帮停放。锚杆钻车行驶到迎头进行锚杆、锚索的支护作业,见图2。
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最后,当锚杆钻车完成所有锚杆、锚索支护作业后，钻车收回各执行机构后，退至掘进机后方停靠。掘进机启动前行至工作面迎头，进行下一循环割矸作业。
（3）皮带机自移式机尾
传统的煤巷使用综掘机拉移机尾，工序复杂，减少有效进尺时间，使用皮带机自移机尾，自移机尾不需要地锚固定，节省了固定锚杆消耗及机尾固定时间；可左右自主移动，方便调节机尾位置，保证自移后皮带机机尾调正，有效减少皮带跑偏，防止皮带机跑偏洒货；挪移一次约10分钟，仅需一人操作，挪移时迎头可正常进行支护作业；消除综掘机拉移机尾不当伤人或牵引锚链（钢丝绳）断裂伤人的风险。
（4）单轨吊辅助运输
1313（3）运输顺槽作为中央区东二采区单轨吊网络化的延伸，实现了从轨道大巷到掘进迎头运输连续化，减少摘挂钩头、人力推车等诸多环节，提高了打运效率。此外，在安全上实现了打运与其他工作平行作业，采用柴油单轨吊运输时，无需将巷道内人员全部撤出，只需提前告知施工人员正在打运，当车辆运行至人员作业区域时，及时避让，车辆通过后即可正常作业，最大限度的实现了平行作业，提高工作效率。
2.2创新点
（1）顶板矿压在线监测装置
使用围岩移动传感器和锚杆（索）应力传感器代替传统的离层仪和压力表，提高了矿压观测的准确性。通过无线传输将观测数据直接传送保存至地面，方便了人员及时掌握现场矿压观测以及对矿压观测数据的分析。
（2）综掘机脚踏式离位断电保护装置
目前，综掘机常规急停装置均安装在操作台处，需手动按下急停按钮方可断电，在某些意外情况下（例如司机滑到）或司机违章操作（不停机而离开座位进行其他工作），综掘机仍带电运转，可能造成人员伤害。为实现综掘机的本质安全，安装综掘机脚踏式离位断电保护装置，当综掘机司机踩下脚踏板，磁铁吸附干簧触点，接通控制电源，从而启动综掘机，当司机脚离开脚踏板时，控制电路断电，综掘机无法进行任何操作。
（3）皮带机尾自动清扫装置
利用螺旋上料原理，实现皮带机机尾撒货自动清扫至螺旋滚筒槽内，并通过螺旋片旋转输送至机尾侧方，实现皮带机机尾无人自动清扫，自此装置使用以来，极大的减少了皮带机尾导致的三违发生。
（4）矿压喷雾降尘风机
传统喷雾雾化效果差，降尘效果不好。在迎头安装云喷雾的基础上，在后方安装喷雾降尘风机，通过风机与风水联动结合，提高雾化效果，最大限度的提高水分子与粉尘的结合度。
（5）锚杆锚固质量无损检测
锚杆无损检测包含了锚杆长度和锚固质量的检测。无损检测仪通过利用反射波信号来判断锚杆的长度和锚固情况，现场工作人员在作业过程中测试方便、测试精度高，同时也不会破坏现场锚杆的锚固效果和工作载荷。
2.3机械化线设计
在设备的选型满足生产需求外，生产过程中各设备之间应保持正常的良性循环方可达到机械化减人提效的效果，各设备的施工工序保持小范围的循环作业，设备与设备之间要保持大范围的平行作业，从而使得生产的各环节不会造成干扰，EBZ200型综掘机→DWZY1000型带式输送机自移机尾→SSJ1000-75皮带机→CMM4-30型煤矿用液压锚杆钻车→柴油单轨吊→ZDY4500煤矿用履带式钻机→WPZ-37600型煤矿用巷道修复机保持各自顺序，根据巷道掘进进度依次向前开进，通过综合机械化连续作业线的运行，实现厚煤层巷道掘、运、支、钻、修五大工序的机械化水平，提高了掘进效率，减轻人的劳动量。
3.效益分析
3.1经济效益
（1）掘进速度提高1.38 倍。使用期间平均月综合单进360m，而原作业方式最多260m；（2）用工明显减少，直接工人数每班减少6～8 人，节约人力成本=162（元/工）×12（月）×30（天）×3（班）×7（人）=122万元/年。
3.2社会效益
（1）矿用喷雾降尘风机、云喷雾遥控降尘装置、皮带机机头防尘装置的使用大大降低了粉尘浓度，改善了职工作业环境，保障了职工身体健康；（2）通过液压锚杆钻车、巷道修复机、机尾自动清扫器等的使用，减轻了职工的劳动量；（3）液压锚杆钻车支护、柴油单轨吊、矿压的在线实时监测等设备的应用也极大提高了巷道支护质量保障了职工作业的安全性；（4）为下一步智能化矿山的创建岩巷专业提供了研究和实践的方向。