梅花井煤矿EBZ-200型掘进机掘锚一体化的应用

李浪平

摘要：介绍了梅花井煤矿将EBZ-200型掘进机改造后实现一台机器截割和顶帮支护同时作业，在实现掘进和锚护平行作业方面优势显著。从掘锚一体化作业的截割方式、锚护方式、作业状态三方面入手，阐述分析了其在井下现场应用中的优势和不足，并做出改进和探索，为传统式的悬臂式掘进机升级改造开辟出一条宝贵的经验之路。

Abstract： This paper introduces the transformation of EBZ-200 type roadheader in Meihuajing Coal Mine to achieve simultaneous operation of one machine cutting and top support， and has obvious advantages in achieving parallel operation of excavation and anchor. Starting from three aspects of cutting mode， anchor protection mode and operation state， this paper expounds and analyzes its advantages and disadvantages in underground field application， makes improvement and exploration， and opens up a valuable experience road for upgrading and transformation of traditional cantilever roadheader.

關键词：EBZ-200;掘锚一体化;短支短掘

0  引言

随着智能化矿山的目标在宁煤梅花井煤矿逐一实现，掘进工作面的掘锚一体化严重的制约了梅花井智慧矿山的建设。2019年宁煤梅花井煤矿把实现掘锚一体化作为煤矿智能化建设的重中之重，并积极的开展了相关的调研，根据梅花井煤矿掘进工作面的现场情况，制定出了掘锚一体化掘进机的改造方案，将EBZ-200型掘进机进行改造。集合了掘进和顶帮支护的两项功能，实现掘锚同时作业，大大节省了二者换位作业时间，单个循环进尺用时明显缩短。

2019年12月改造完毕，调试验收后在1104207运输巷掘进工作面安装使用。在相同地质状况下符合人工减少，高效安全的管理模式，其掘进的速度远高于普通掘进机，是普通掘进机组的1.7倍，日均掘进进尺26m。

1  现场概况

1104207运输巷为11采区五区段1104207工作面运输巷回采段，1104207工作面运输巷北以DF11正断层为界，南与五区段胶运石门贯通，东为未采动区域，西与1104205辅运巷平面间距约为270m。掘进长度3153m，沿煤层顶、底板掘进布置。

1104207工作面运输巷回采段断面设计为直墙半圆拱形断面，掘进宽度6200mm，掘进高度4300mm，拱高3100mm，墙高1200mm，掘进断面积22.53m2;

1104207工作面运输巷回采段采用锚、网、索、钢带和喷浆联合支护，支护材料为螺纹钢锚杆、钢绞线锚索、钢筋网、圆钢钢带、树脂药卷、钢制托板、混凝土等材料。

①锚杆：巷道拱、帮部均使用Φ20×2500mm的螺纹钢锚杆，锚杆托板采用170×170×16mm的钢制托板，材质为3号钢。锚杆呈矩形布置，拱部锚杆间排距为800×900mm，帮部锚杆间排距为700×900mm。帮部每个锚杆铁托板配合一个190mm皮托板使用。

②网片：拱部使用金属网、塑料网双层网，帮部使用塑料网，金属网由Φ6.5mm钢筋加工而成，金属网规格为4800×900mm，网孔规格为150×150mm，拱部塑料网900mm宽，金属网间用金属网长边露出细筋相互勾接连接成整体，短边之间连接使用14#铅丝连接，铅丝间隔150mm，拱部2片金属网及塑料网以及帮部塑料网搭接长度均大于150mm。

③钢带：采用Φ16mm圆钢加工，尺寸规格为8880×80mm，共11档12眼，每档800mm，拱部每排锚杆压铺1条圆钢钢带。

④锚索：沿巷道顶板正中布置三列单点锚索，锚索沿巷道方向排距1800mm，垂直巷道方向行距2400mm（弧长），锚索托板采用300×300×16mm的钢制托板，材质为3号钢，配合320mm皮托板。锚索使用Φ21.8×7300mm的钢绞线，每根锚索使用4节MSCK2370树脂药卷锚固。

2  EBZ-200M-4智能掘锚一体化掘进机参数及功能

EBZ-200M-4智能掘锚一体化掘进机是悬臂式纵轴径向断面截割的掘进机，结合机体设备参数适用于煤巷及半煤岩巷道的任意断面形状。可以实现以下功能：

2.1 远程遥控功能

远程遥控器能够控制掘锚一体化掘进机的油泵电机启动、截割电机启动、第二运输机的起停，截割部的升降、回转收缩，第一运输机和铲板部星轮的正反转，整机行走等各种动作。因此操作司机能在远离掘进工作面的位置完成所有的操作。

2.2 自动截割功能

通过对设备的具体规格和及时作业环境进行计算，计算出截割头在虚拟的载体坐标系的位置坐标，控制系统收到数据信号对截割头进行离散化处理后发出截割工艺的伸缩及偏移命令，同时根据已知的轨迹，对比实际截割头位置，并进行调节，保障掘锚一体机的精确性和科学化，实现自动截割。

3  掘锚一体化巷道掘进施工工艺

3.1 截割工艺

司机操控掘锚一体机行至巷道掘进迎头进行操作。掘进截割前，将截割头高度及截割宽度调至设计好的位置，然后截割头按照既定设计的循环距离对煤岩体进行截割。当截割至巷道底板位置时，操控掘锚一体机后退，将底、帮截割到位，同时收集清理余煤，此循环截割结束。