文/涂兴子黄爱军

为了科学拟定平顶山天安煤业股份有限公司所属矿区配套的掘进机械化设备选型方案，力争以最少的投资、最先进可靠的技术和设备、最优化的组合配套方案，实现掘进设备选型符合各矿井安全可靠、配套协调、实用经济的需要，本文阐述了影响掘进装备选型配套的主要因素，提出了煤矿巷道掘进装备选型配套的流程，研究表明：煤矿巷道掘进装备选型配套应当综合考虑各种影响因素，制定切实有效的配套方案才能适应矿井需要。

一、影响掘进装备选型配套的主要因素

煤矿井巷综合掘进机械化工作面设备是由掘进机、转载机和运输设备完成煤岩的落、装、转、运作业，同时还需要配置辅助运输设备以便运输支护材料和其他器材。为创造良好的掘进作业环境，需要设置通风和除尘设备。为实现安全生产，需要配置瓦斯断电仪等安全装置及相应的供电、供水和控制设备，并组成一个完整的作业线。

从整个巷道中的主体布置来讲，掘进装备选型配套包括煤、矸运输，除尘通风，材料运输，巷道支护，供电系统五个方面。其中除了巷道支护是根据围岩条件不同而决定以外，其他四个方面都与巷道断面大小、采区巷道布置方式、巷道最大掘进长度、巷道支护形式、矿井生产的运输系统等五项因素有关。在确定掘进装备选型配套方案时，应综合考虑上述五项因素。

二、煤矿巷道掘进装备选型配套的流程

煤矿巷道掘进工作面设备选型配套通常采用的流程依次为：地质条件工艺性评价，掘进工艺方式选择，工作面单位时间进尺确定，掘进机选型，转载机选型，输送设备选型，辅助运输设备选型，设备配套。

三、掘进机的选型

选择掘进机时，应以满足巷道断面和巷道地质要求作为主要依据。

1.巷道断面积。巷道断面积的大小基本决定了机型的尺寸和重量，机型的选择应满足以下不等式：

式中：S机min—机型可掘最小断面；S机max—机型可掘最大断面；S巷—巷道断面。

每一种机型都在一定的巷道断面积范围内适应，但更应考虑最佳的巷道断面积。

2.巷道地质条件。

（1）巷道底板情况。目前，国外掘进机履带接地比压在45-180KPa范围内，我国目前可供用户选用的机型中接地比压都在80-150KPa左右。因此，应根据巷道底板坚硬情况，在上述接地比压范围内选择机型。

（2）煤岩特征。煤岩的类型和坚硬系数是决定机型和切割头特征的又一个重要依据。从我国煤矿巷道情况来看，有煤巷、半煤岩巷和全岩巷之分。通常在煤巷中含30%以下的夹石称为半煤岩巷。从物料的坚硬系数和机型的关系来看，通常时，可选用全煤巷部分断面掘进机；当时，可选用半煤岩部分断面掘进机；当的全岩巷，若选用部分断面掘进机则应用效果会大幅下降，故应视其全岩巷道的长短，选择全断面掘进机或钻爆法掘进。

（3）巷道弯曲情况。巷道的拐弯半径必须与所选机型能达到的拐弯半径相吻合。另外，在初始掘进的80m巷道长度，机后的物料输送不可能配用伸缩带式输送机或其他输送设备。因为可伸缩带式输送机的最小铺设长度应为80m，所以在初始80m巷道中只能采用矿车或其他简易的输送方式。

3.其他因素。其他还应考虑生产能力对机器的要求，以及配件供应，维修能力，职工素质等因素。

四、转载机的选型

转载机主要用作掘进机与输送设备中间的转载设备。一般转载机都以胶带为传送机构。考虑转载机选型时，应注意其输送能力应与掘进机相适应，同时要考虑后配套的输送设备的使用能保证充分发挥掘进的生产效率。当后配套选用可伸缩带式输送机或刮板输送机时，一般选用各种桥式胶带转载机，通过转载机前后与掘进机和带式输送机搭接长度的变化可保证转载与运输的连续性。当与带式输送机配套时，转载机机尾的支撑小车应骑跨在伸缩带式输送机机尾的轨道上，当转载机与刮板输送机配套时，应换成大轮支撑小车。当后配套设备选用矿车轨道运输时，为解决矿车倒运而停掘进机的矛盾，可采用半吊挂或支腿式转载机，此时转载机可根据一次转载矿车的数量调整自身长度。

有些掘进机，可自带悬臂式摆动转载机，适用于工况条件多变、不能构成连续输送物料的矿井，该转载机适于后配套设备为刮板输送机或矿车时使用。

五、输送设备的选型

巷道布置方式决定了煤、岩的运输方式。垂直弯曲的巷道可采用刮板输送机、可伸缩带式输送机、齿轨式机车、无轨胶轮梭车、胶套轮电机车；水平弯曲巷道可采用防爆特殊蓄电池电机车、无轨胶轮梭车、刮板输送机。在连续运输方式时，只能选用可伸缩带式输送机和刮板输送机，但可伸缩带式输送机伸缩方便、功耗小，故应优先选用可伸缩带式输送机作为掘进机后配套的输送设备。为解决采用可伸缩带式输送机在初始80m巷道的运输问题，可采用刮板输送机与可伸缩带式输送机共用的方案，在掘进机前进时延长刮板输送机，当延长到带式输送机铺设长度时，拆除刮板输送机30~75m，将刮板输送机缩到25~50m，并将可伸缩带式输送机延伸到80m。

有些掘进机自身带有悬臂式胶带转载机，这时配套可选用多台刮板输送机作为输送设备。悬臂式胶带转载机与刮板机搭接长度为4~5m，掘进机前进4.5m（相当于三节溜槽长度）需要移一次输送机机尾，接三节溜槽。

当掘进巷道长度达千米时，可选用伸缩带式输送机和固定带式输送机转运煤岩。这样既具有可伸缩性能，又可由固定式带式输送机代替可伸缩带式输送机而不必由2台或3台伸缩带式输送机搭接。此时，伸缩带式输送机跟随掘进机前进。

六、辅助运输设备的选型

当确定了主要运输方式后，就可以确定辅助运输方式。若采用轨道机车牵引或无轨胶轮梭车运输时，则可简化辅助运输设备；若采用连续运输方式时，则要考虑辅助运输设备的选用。

当辅助运输设备选用钢丝绳牵引单轨吊时，可适应巷道设备拥挤、空间狭窄，以及巷道底板底鼓和有积水的情况，也适用于坡度较大的巷道。架棚机和单轨吊可共用一个轨道。架棚机也可作短途运输用。当辅助设备选用钢丝绳牵引卡轨车时，可适用于顶板破碎但要求巷道底板较好，无积水。卡轨车安全可靠不易掉道，还可用来撤除巷道掘进设备。

无论是钢丝绳牵引单轨吊或防爆低污染柴油机驱动单轨吊都适于巷道断面大于7m2的水平弯曲和垂直弯曲巷道中使用。钢丝绳牵引卡轨车是我国近几年发展起来的辅助运输设备，它具有牵引力大、运输距离长等优点，适用于断面大于6m2，水平弯曲和垂直弯曲的巷道，坡度在25°以下的巷道使用。

综合掘进机机械化作业线的设备配套是很重要的。为了提高综合掘进机机械化成套设备的可靠性，保证配套单机的最佳工况和协调工作，设备配套应遵循以下原则：配套单机的主要积水特性和参数必须满足掘进巷道的地质条件和巷道掘进工艺的要求；综合掘进机机械化成套设备的综合生产能力，应以掘进机的生产能力为主要依据；配套单机之间的配套尺寸和布置应当合理。