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枣矿集团高庄煤业:加快“一提双优”建设步伐 助推矿井高质量发展
以MB670掘锚护一体机应用 创建高效快速掘进工作面
2019年07月26日     (点击: )

按照山东能源“一提双优”工作部署,高煤公司加快推进新旧动能转换,坚持以“费效比”论证保安升级,从安全性、效率性、效益性开展工作,推动综掘工作面工艺工序变革,以MB670掘锚护一体机引进应用为契机,按照葡京娱乐场69096“定位要高、标准要高、系统要优、技术要精”的要求,在31104运输巷沿空送巷区段进行了高效快掘一条线创建,并于3月21日-4月21日期间开展高效快掘创水平活动,在取消夜班的基础上,创出日单进23米,总进尺646米的好成绩,主要经验做法汇报如下。

一、巷道概况

31104运输巷布置在西十一采区3煤层中,煤层厚度3.2m~5.0m,平均3.9m,设计长度1624m,煤岩层产状较稳定,所处地层总体为一单斜构造,走向228°,倾向318°。标高-454.1m~-479.2m,煤岩层倾角最小6°,最大20°,平均13°左右。该巷道两面采空区下沿空掘进,顶板上覆31102工作面采空区,距采空区岩柱厚度为2.0~7.0m,平均4.7m,上帮沿31102采空区运输巷,沿采空区侧有4个积水区,预计积水量7622m3,根据31102运输巷、31104工作面和31102运输巷等周边采掘揭露情况,31104运输巷揭露断层24条;31104工作面运输巷具有冲击地压危险,局部为中级冲击地压危险区域。

二、MB670-1型掘锚机简介

我们这次引进应用的MB670-1型掘锚护一体机为第三代掘锚机,该机配备6台机载液压锚杆机,其中4台用于顶板支护,2台用于帮部支护,并自带用于临时支护的液压支撑架,防尘高压水喷雾系统和湿式除尘系统。该机型与第二代相比具有以下优点,一是截割部升级为可伸缩式截割部,切割时将截割部伸出,切割后将伸缩部收回,减小了截割部与迎头煤壁的距离,减小切割后控顶距1米,使控顶面积缩小、实现了压力区有效及时支护。二是掘锚机一运机头卸载部优化为摆动式,可左右摆动36°,拐弯施工时可调整一运角度,实现拐弯运输,第一代掘锚机全长15m,第三代掘锚机全长11m,机身缩短了,拐弯施工更灵活、适应性更强。三是爬坡能力强,最大爬坡能力15°,与调研掘锚机型能力提高50%。四是具有左右平衡监测功能,当机体左右倾角大于±4°时,自动停机闭锁,保障了切割质量。

掘锚机采用无线遥控实现切割作业,作业时操作人员在切割护板后通过屏幕观察操作,全断面截割、一次成巷,自动控制水平位置和巷道的截割高度,掏槽与截割过程实现全自动控制,操作人员更安全,在迎头截割时可以顶帮同时进行锚杆支护作业,实现截割、装载、运输和锚护平行作业。切割效率明显提高,与第二代掘锚机相比,每循环截割时间由11分钟缩短至5分钟,切割效率提高54.5%。

三、注重科学论证,进行“支护变革”

在支护上我们联合中国矿业大学进行技术攻关,根据巷道空间位置关系、工程地质特征、地应力分布规律及顶板岩层强度进行系统论证,在“有效承载层厚度”的顶板叠加梁理论假说基础上,进行了煤巷顶板叠合岩梁内力、组合岩梁内力计算,对锚固前后岩梁内力进行对比分析,不断优化支护参数,制定了“高强度、低密度”支护技术方案。正常情况下顶板岩柱厚度大于6米时,顶帮支护采用直径22毫米、长度2.8米的细螺纹高强螺纹钢锚杆(右旋,Q600),设计扭矩400牛·米,顶板每排布置6棵锚杆,帮部每排布置4棵锚杆,顶部隔一排锚杆布置一排锚索,每排布置4棵锚索,“高强度、低密度”支护方式较原支护方式相比,顶板锚杆排距由0.8米增加到2米,帮部锚杆排距由0.8米增加到1米,同时锚杆间距均由0.8米扩大到1米,优化后每米巷道锚杆支护数量由21.25棵减少到11棵,锚杆施工数量降低48.2%,支护效率明显提高。

当顶板完整岩柱厚度大于5米小于6米时,在“正常条件下支护技术方案”基础上,在每排锚杆与锚索之间补打4根注浆锚(规格为Φ22×4500-5500mm);当掘进遇断层破碎带时,应确保顶板岩柱厚度不小于6米,且应破底掘进施工,并及时缩小间排距,迎头打超前锚杆配合木板梁超前支护,迎头后每排锚杆与锚索之间补打6根注浆锚(规格为Φ22×5300mm)加强支护,岩柱厚度小于5米时,在原有支护的基础上加扶可伸缩“U”型棚加强支护。

为了验证“高强度、低密度”支护在3煤层巷道支护状态、质量、强度等使用效果,我们在该巷道布置了矿压监测站,在锚杆、锚索的末端分区段安装了应力动态监测系统,对顶帮变形、锚索张紧力巷道围岩内部裂隙变化规律进行监测,掌握支护效果,对支护方式进行验证,确保支护安全可靠。

四、注重人机匹配,进行“三个”优化

为发挥MB670-1型掘锚护一体机,切割、支护、运输平行高效作业性能,我们综合施策,对运煤流程、辅助运输、劳动组织进行优化,实现人机匹配,煤流、物料双系统高效运输。

(一)运煤流程优化。应用LY2000型连续运输车与MB670-1型掘锚护一体机配套运煤,该设备由带式转载机、履带式转载破碎机、及刚性皮带机架组合。平均运输能力达到800t/h,连续运输车前端为3吨接煤缓冲仓,起到煤流匹配的作用,迎头切割出煤时紧跟掘锚护一体机,煤流经掘锚机一运,连续运输车煤缓冲仓煤流经转载破碎机破碎、进入带式转载机、胶带输送机,形成连续运输系统。同时对煤块进行破碎,消除了大块煤矸运输隐患和堵仓问题。

同时,结合切割出煤量,对后路煤流运输设备进行了同步优化,配备了永磁变频皮带驱动装置,该装置由2个132kW永磁电滚筒和变频器开关组合而成,替代了传统的异步电机、减速器、液力耦合器驱动装置,实现无齿轮传动,综合节能率比传统驱动系统提高了30%以上,采用变频器控制启动,实现皮带机缓慢匀速起动,减小了对电网和机械传动系统的冲击,降低了维护量和油耗。

(二)辅助运输优化。在物料运输方面,应用了160P型变频无极绳绞车、风动单轨吊以及物料集装箱,运料时,先将物料装入集装箱,集装箱通过无极绳绞车运至尾轮处,再使用风动单轨吊吊至1#运输车后,直接供迎头掘进使用,实现了物料高效配送。同时,为提高运输的安全性、降低运输成本,我们对无极绳绞车进行升级,安装了无线视频装置,实现运行过程中无线监控,取消了跟车人员,同时将无极绳绞车操作平台与可视化区域集控皮带机操作平台、自动巡检机器人监控平台集中放置,便于操作,实现无极绳绞车司机、皮带司机、巡检岗位“三岗合一”,每班优化减员2人。

(三)劳动组织优化。采取专业化管理,从各单位抽调精英骨干,成立35人的专业化的队伍(掘锚队),实现人力资源共享。结合装备升级,对正规循环作业图表进行排查优化,列出最长工序时间,科学匹配人员、机具,发挥人机效能。通过优化,该掘进工作面在取消夜班的基础上,采取“二七一四”制作业方式,早班为准备班 (6:00-10:00)集中进行生产准备工作,以满足掘进头面延接皮带、电缆、风水管路等需求;中班(10:00-17:00)、晚班(17:00-24:00)为生产班集中生产。严格按照葡京娱乐场69096“5788”劳动定员要求进行优化,形成“一人多岗、一岗多能”机制,有效提升人力资源效能,实现每班作业人员不超8人。同时利用夜班进行施工卸压孔防冲卸压、布置排水设施进行探放水,避免了探水、卸压影响生产。

五、注重施工标准,进行精品创建

“初始即好,标准化施工”一直是我们坚持的原则,掘锚机新设备的应用,同样要秉持质量标准化不放松,为此我们一是突出巷道施工直线性。安装了两台准直激光仪,分别布置在巷道两肩窝处,能够及时发现偏差进行纠正,确保了迎头走向的直线性;二是突出施工内在质量管理,锚杆、锚索、联网施工每班明确责任到人,以专用工具检测数据,倒查责任追究,促进内在质量提高;三是突出验收环节管控,实施“三保险”验收考核模式,即:工长跟班验收过程,安监员(兼职验收员)交接班验收结果,工区管理人员随机取点抽验;四是突出线性管理,拉线定位作业,锚杆、锚索布置一条线,电缆吊挂一条线,风筒吊挂一条线,风水管路敷设一条线,轨道敷设一条线,皮带敷设一条线,移动料场码放一条线,钻具、工具放置一条线;五是突出防冲固定质量管理,统一加工应用了管路防冲固定架、防冲型电缆钩、防冲物料架、防冲开关架,并利用修复的旧锚杆进行固定,在利旧降本的同时提高了防冲质量,仅此一项一个工作面就可节约成本10.5万元。

六、注重工序环节,进行“五小”创新

为提高掘进生产效率,我们坚持以施工环境创建为基础,对施工过程中每道工序、环节进行研究,集思广益、创新变革,推广应用了许多实用的小改小革项目,更好的推进了安全高效掘进。

创新优化取油环节,应用油桶专用取油装置,降低取油职工劳动强度,实现容量200L油桶1人安全取油操作;对皮带延接环节进行优化,我们在皮带延接处安装了风动悬臂吊装置,通过操作悬臂吊控制按钮,将皮带起吊至H架上方,再进行皮带延接,在职工的劳动强度降低的同时,每次皮带延接时间缩短25分钟;对联网工序进行优化,引进应用气动联网机,与手工联网相比联网效率提高2~3倍。对皮带机尾清理环节进行革新,加工制作了风动清扫器,实现皮带运行期间机尾的安全清理。另外,我们还根据现场遇到的问题制作应用了胶带背面扫煤装置、闸门开关助力扳手、大功率风动预紧力扳手、张紧绞车防咬绳装置、皮带沿线急停缠绕架等,现场应用效果都非常好。

七、注重研究应用,进行深部实践

MB670掘锚护一体机在31104运输巷得到了较好的运用,按照生产接续目前MB670掘锚护一体机正在从31104运输巷撤出,进入31308转载运输巷安装使用,该掘进工作面埋藏在-600米水平以下,埋藏较深,也是高煤公司2019年重点接续工作面,下一步我们将通过掘锚护一体机在深部掘进中研究应用,进一步提高深部掘进效率,以应对采场条件复杂、万吨掘进率上升问题,发挥“人、机”优势,保障采掘接续平衡有序。

尊敬的各位领导、同志们,“一提双优”是长远之策,我们将在能源集团、葡京娱乐场69096的正确领导下,继续深化“一提双优”建设,抓住机遇,稳固提升,瞄准“六高”愿景,加快推进智能化矿山建设,助推“百年枣矿”、“四新山能”行稳致远!

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