新型礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)

　　導(dǎo)語(yǔ)

　　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(xiǎn)性大，效率低。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《新型礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)》，采用氣動(dòng)形式，工作臂能夠?qū)崿F(xiàn)2個(gè)軸面的自由動(dòng)作施工，機(jī)身可以實(shí)現(xiàn)360度自由旋轉(zhuǎn)，前后、左右、上下都在工作范圍內(nèi)，適應(yīng)能力強(qiáng)。推廣應(yīng)用前景廣闊。

　　一、研究背景

　　近年來(lái)，隨著開(kāi)采深度的不斷延伸，礦壓越來(lái)越大，礦井生產(chǎn)深受“三高”(高地壓、高瓦斯、高地溫)問(wèn)題困擾，隨著煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，綜采綜掘工作面的主要生產(chǎn)裝備已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，并逐步向自動(dòng)化方向發(fā)展，但與之匹配的采掘輔助作業(yè)環(huán)節(jié)，如巷道臥底、清理挖掘水溝以及配件材料的吊裝運(yùn)輸仍然依靠人工體力勞動(dòng)為主，采掘輔助作業(yè)往往既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不僅工作效率低，而且一個(gè)地點(diǎn)多人同時(shí)作業(yè)存在很大的安全隱患。

　　為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展與社會(huì)需求，推動(dòng)“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”發(fā)展，立足煤礦安全生產(chǎn)、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，針對(duì)井下繁重的巷修作業(yè)情況，特別是斷面變形嚴(yán)重巷道，迫切需要研制一臺(tái)小型巷修設(shè)備，確保質(zhì)量、效率、安全等環(huán)節(jié)的緊密鏈接。

　　二、設(shè)備選型

　　(一)國(guó)內(nèi)外巷修設(shè)備具有的共同點(diǎn)

　　1.采用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，面對(duì)瓦斯、高溫、潮濕的作業(yè)環(huán)境，安全形勢(shì)嚴(yán)峻;

　　2.巷修設(shè)備為了實(shí)現(xiàn)多種功能于一身，機(jī)身長(zhǎng)度、寬度較大，巷修設(shè)備受作業(yè)環(huán)境局限性大;

　　3.功能較多，防爆，價(jià)格偏差較大，但基本起步價(jià)都在50萬(wàn)元以上;

　　4.操作員需要相當(dāng)專(zhuān)業(yè)的機(jī)、電基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)操作員的技術(shù)水平要求較高;

　　5.由于此類(lèi)巷修設(shè)備屬于油、電驅(qū)動(dòng)，功能部件較多，線(xiàn)路復(fù)雜，面對(duì)惡劣作業(yè)環(huán)境，設(shè)備故障率較高，在一定程度上增加了設(shè)備的維修保養(yǎng)成本。

　　(二)新型礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)具有的特點(diǎn)

　　1.利用礦井巷道管道風(fēng)管風(fēng)源資源，在不影響現(xiàn)有礦井壓風(fēng)系統(tǒng)的前提下，利用管道低氣壓風(fēng)能轉(zhuǎn)換為液壓動(dòng)能，替代電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī);

　　2.礦用氣動(dòng)挖掘機(jī)工作臂實(shí)現(xiàn)2個(gè)軸面的自由動(dòng)作施工，打破傳統(tǒng)巷修機(jī)工作臂1個(gè)軸面的動(dòng)作施工，機(jī)身可以實(shí)現(xiàn)360度自由旋轉(zhuǎn)，前、后、左、右、上、下都在工作范圍內(nèi)，施工場(chǎng)地的全覆蓋，適應(yīng)能力強(qiáng);

　　3.體積小移動(dòng)靈活，礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)寬度以井下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中人行道寬度最低0.8米為上限，滿(mǎn)足80%以上的變形巷道施工條件;

　　4.耐用度高，井下施工環(huán)境潮濕、空間小、容易磕碰，設(shè)備損壞維修困難，礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)主要受力部件的設(shè)計(jì)采用加強(qiáng)、加厚處理，配置主動(dòng)降溫裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作不停機(jī)，主要部件正常使用2000小時(shí)免維護(hù)。

　　三、設(shè)備主要參數(shù)

　　表1 礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)主要參數(shù)一覽表

　　四、應(yīng)用效益分析

　　1.經(jīng)濟(jì)效益

　　人工費(fèi)用方面：據(jù)統(tǒng)計(jì)，直接單位職工平均每月實(shí)發(fā)工資6000元，企業(yè)承擔(dān)一名職工的工資成本為：[6000元(實(shí)發(fā)工資)+1000元(個(gè)人承擔(dān)的工資附加)]×1.45(企業(yè)承擔(dān)的工資附加系數(shù))=10150元 。依據(jù)其他單位使用數(shù)據(jù)測(cè)算，單臺(tái)礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)可以替代8人作業(yè)，減少用工6人，每月可節(jié)省用工成本：6人×10150元/人=6.09萬(wàn)元，每年可節(jié)省用工成本：6.09萬(wàn)元×12個(gè)月=73.08萬(wàn)元。

　　設(shè)備投入方面：礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)可根據(jù)客戶(hù)需求定制選配件，如液壓破碎錘、松土齒、鏟斗等，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，減少額外設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用支出。

　　生產(chǎn)效率方面：機(jī)器可以每天20小時(shí)不間斷工作，20小時(shí)內(nèi)的工效基本一致，只需要每天的簡(jiǎn)單維護(hù)和保養(yǎng)。而人力的工效衰減度比較明顯，一般人在連續(xù)進(jìn)行體力勞動(dòng)3小時(shí)的時(shí)候工效開(kāi)始明顯衰減。推算可得出一臺(tái)設(shè)備在8個(gè)小時(shí)的有效工作時(shí)間里可以替代3倍人力。如果將設(shè)備頂替下來(lái)的人員安排到別的工作崗位，可間接提高采面或掘進(jìn)面推進(jìn)速度，提高原煤產(chǎn)量。保守估計(jì)，按照每臺(tái)設(shè)備每年可以提高原煤產(chǎn)量0.1萬(wàn)噸，按照每噸原煤300元計(jì)算，每年每臺(tái)設(shè)備可以多為企業(yè)創(chuàng)收30萬(wàn)元。

　　2.社會(huì)效益

　　礦用氣動(dòng)巷道挖掘機(jī)首創(chuàng)性的使用壓縮空氣作為動(dòng)力源，本質(zhì)安全;設(shè)計(jì)出了完善的氣液聯(lián)合傳動(dòng)技術(shù)，一機(jī)多用，可在狹小的井下空間內(nèi)完成多樣化的巷修任務(wù)，具有較大的推廣前景。

　　該項(xiàng)目的實(shí)施，體現(xiàn)了“安全第一，以人為本”的設(shè)計(jì)理念，更加注重職工的安全、身心健康，在保障煤礦安全生產(chǎn)的前提下，對(duì)改善井下作業(yè)環(huán)境、降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率都有著很大的實(shí)際意義。