新型礦用氣動巷道挖掘機

　　導語

　　深部礦井受到巷道底鼓變形等影響往往需要多次返修，人工返修危險性大，效率低。本期轉化果平臺推薦的《新型礦用氣動巷道挖掘機》，采用氣動形式，工作臂能夠實現2個軸面的自由動作施工，機身可以實現360度自由旋轉，前后、左右、上下都在工作范圍內，適應能力強。推廣應用前景廣闊。

　　一、研究背景

　　近年來，隨著開采深度的不斷延伸，礦壓越來越大，礦井生產深受“三高”(高地壓、高瓦斯、高地溫)問題困擾，隨著煤礦現代化生產技術的不斷進步，綜采綜掘工作面的主要生產裝備已經基本實現機械化，并逐步向自動化方向發展，但與之匹配的采掘輔助作業環節，如巷道臥底、清理挖掘水溝以及配件材料的吊裝運輸仍然依靠人工體力勞動為主，采掘輔助作業往往既費時又費力，不僅工作效率低，而且一個地點多人同時作業存在很大的安全隱患。

　　為了順應時代發展與社會需求，推動“機械化換人、自動化減人”發展，立足煤礦安全生產、減輕工人勞動強度、提高勞動效率，針對井下繁重的巷修作業情況，特別是斷面變形嚴重巷道，迫切需要研制一臺小型巷修設備，確保質量、效率、安全等環節的緊密鏈接。

　　二、設備選型

　　(一)國內外巷修設備具有的共同點

　　1.采用電動機、內燃機作為動力源，面對瓦斯、高溫、潮濕的作業環境，安全形勢嚴峻;

　　2.巷修設備為了實現多種功能于一身，機身長度、寬度較大，巷修設備受作業環境局限性大;

　　3.功能較多，防爆，價格偏差較大，但基本起步價都在50萬元以上;

　　4.操作員需要相當專業的機、電基礎知識，對操作員的技術水平要求較高;

　　5.由于此類巷修設備屬于油、電驅動，功能部件較多，線路復雜，面對惡劣作業環境，設備故障率較高，在一定程度上增加了設備的維修保養成本。

　　(二)新型礦用氣動巷道挖掘機具有的特點

　　1.利用礦井巷道管道風管風源資源，在不影響現有礦井壓風系統的前提下，利用管道低氣壓風能轉換為液壓動能，替代電動機或內燃機;

　　2.礦用氣動挖掘機工作臂實現2個軸面的自由動作施工，打破傳統巷修機工作臂1個軸面的動作施工，機身可以實現360度自由旋轉，前、后、左、右、上、下都在工作范圍內，施工場地的全覆蓋，適應能力強;

　　3.體積小移動靈活，礦用氣動巷道挖掘機的設計寬度以井下質量標準中人行道寬度最低0.8米為上限，滿足80%以上的變形巷道施工條件;

　　4.耐用度高，井下施工環境潮濕、空間小、容易磕碰，設備損壞維修困難，礦用氣動巷道挖掘機主要受力部件的設計采用加強、加厚處理，配置主動降溫裝置，可以實現連續工作不停機，主要部件正常使用2000小時免維護。

　　三、設備主要參數

　　表1 礦用氣動巷道挖掘機主要參數一覽表

　　四、應用效益分析

　　1.經濟效益

　　人工費用方面：據統計，直接單位職工平均每月實發工資6000元，企業承擔一名職工的工資成本為：[6000元(實發工資)+1000元(個人承擔的工資附加)]×1.45(企業承擔的工資附加系數)=10150元 。依據其他單位使用數據測算，單臺礦用氣動巷道挖掘機可以替代8人作業，減少用工6人，每月可節省用工成本：6人×10150元/人=6.09萬元，每年可節省用工成本：6.09萬元×12個月=73.08萬元。

　　設備投入方面：礦用氣動巷道挖掘機可根據客戶需求定制選配件，如液壓破碎錘、松土齒、鏟斗等，實現一機多能，減少額外設備購置費用支出。

　　生產效率方面：機器可以每天20小時不間斷工作，20小時內的工效基本一致，只需要每天的簡單維護和保養。而人力的工效衰減度比較明顯，一般人在連續進行體力勞動3小時的時候工效開始明顯衰減。推算可得出一臺設備在8個小時的有效工作時間里可以替代3倍人力。如果將設備頂替下來的人員安排到別的工作崗位，可間接提高采面或掘進面推進速度，提高原煤產量。保守估計，按照每臺設備每年可以提高原煤產量0.1萬噸，按照每噸原煤300元計算，每年每臺設備可以多為企業創收30萬元。

　　2.社會效益

　　礦用氣動巷道挖掘機首創性的使用壓縮空氣作為動力源，本質安全;設計出了完善的氣液聯合傳動技術，一機多用，可在狹小的井下空間內完成多樣化的巷修任務，具有較大的推廣前景。

　　該項目的實施，體現了“安全第一，以人為本”的設計理念，更加注重職工的安全、身心健康，在保障煤礦安全生產的前提下，對改善井下作業環境、降低職工勞動強度、提高勞動生產率都有著很大的實際意義。