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煤礦綜合掘進(jìn)機械的選型與改造論文
煤礦綜合掘進(jìn)機械的選型與改造論文【1】
【摘 要】隨著采煤技術(shù)及采煤核心裝備的升級，傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式已無法滿足礦井回采的需要。
實踐證明，應(yīng)用綜合機械化掘進(jìn)機及相關(guān)技術(shù)可有效提高掘進(jìn)速度和工效。
本文通過分析型綜掘機在煤礦礦井中的應(yīng)用，就生產(chǎn)過程中存在的問題提出改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】煤礦綜掘機;應(yīng)用;改造
1.綜掘機的技術(shù)特點與應(yīng)用
綜掘機由履帶式行走部上的回轉(zhuǎn)角支撐著槽軸式懸臂切割機構(gòu)，經(jīng)電機驅(qū)動，液壓油缸操作，刮板輸送機裝運，具有自行切割、裝運、行走的功能，主要由橫軸懸臂切割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、噴霧冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)組成。
下面以EBZ-90型綜掘機在礦井8煤層工作面使用情況做以分析：
1.1煤層的賦存情況
煤層厚度為2.4～3.0m，平均厚度為2.8m，含0.2m夾矸，直接頂板為深灰色粉沙巖，局部為泥巖，厚度為9.0m，深灰色、堅硬、穩(wěn)定，底板為深灰色粉沙巖，厚4.3m，堅硬。
1.2地質(zhì)構(gòu)造情況
工作面地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，存在斷層和無炭柱，構(gòu)造少，影響極小。
1.3水文地質(zhì)情況
水文地質(zhì)情況較為復(fù)雜，主要含水層為O2。
和K2灰?guī)r，分別位于1O2煤層的上部和下部。
在遇到構(gòu)造的情況下，發(fā)生突水是影響工作面生產(chǎn)的主要安全隱患，預(yù)計正常涌水量為150～2O0m3/h。
1.4巷道斷面及支護(hù)
巷道斷面為矩形斷面，凈斷面為：14.0m2;毛斷面為：15m2。
永久支護(hù)采用錨梁網(wǎng)+錨索支護(hù)，錨索(Φ18.5×6300mm)采用2-3-2布置，錨桿(Φ20×2200mm等強)間排距為0.8m，巷道凈高不底于2.8m。
1.5運輸方式
采用EBZ-90型綜掘機裝煤，配合SDJ-800型膠帶運輸機運輸。
1.6 EBZ-90綜掘機使用后的效果
架棚支護(hù)使用EBZ-90型綜掘機后，創(chuàng)下了大斷面架棚巷道支護(hù)班架棚12架，班進(jìn)尺10m的記采，日進(jìn)尺22m的記錄。
綜合平均單進(jìn)382.5m/月，比炮掘單進(jìn)188.8m/月，提高了102.6%，工效0.268m/工，比炮掘工效0.18m/l工提高了42.55。
錨梁網(wǎng)支護(hù)最高進(jìn)尺已經(jīng)突破1000m/月大關(guān)，平均進(jìn)尺穩(wěn)定在600m/月。
使用EBZ-90型綜掘機后，減少了因放炮造成的事故隱患，杜絕了放炮事故，確保了掘進(jìn)安全。
使用EBZ-90型綜掘機后，減少了因放炮震動造成的頂板和煤幫松動，減少了支護(hù)用品，降低了支護(hù)成本，保證了巷道掘進(jìn)后頂幫的穩(wěn)定性，降低了掘進(jìn)對頂幫的破壞。
2.綜掘機械的選型
綜掘機的高新技術(shù)、高可行性是實現(xiàn)工作面年產(chǎn)目標(biāo)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，選擇合理的設(shè)備，才能發(fā)揮工作面的最大生產(chǎn)能力及實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
2.1選型原則
2.1.1綜掘機械各配套設(shè)備，必須適應(yīng)與滿足快速掘進(jìn)的需要，綜掘設(shè)備的協(xié)調(diào)性以保證工作面快速推進(jìn)的需求，參照國內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面輔助系統(tǒng)生產(chǎn)能力的設(shè)計，應(yīng)以工作面生產(chǎn)能力的1.2倍為基數(shù)。
2.1.2綜掘機械的研制與選型，以提高設(shè)備的可行性為主，但也要注意其技術(shù)的先進(jìn)性。
2.1.3總體設(shè)備應(yīng)考慮現(xiàn)有的定型設(shè)備。
2.1.4綜掘機械成套設(shè)備應(yīng)滿足快速掘進(jìn)工藝的要求。
2.2掘進(jìn)機的技術(shù)要求
2.2.1掘進(jìn)機的支護(hù)系統(tǒng)與切割系統(tǒng)互不干涉，刮扳機與裝載機構(gòu)分開控制，避免裝載機構(gòu)和刮板運輸負(fù)荷過大造成死機現(xiàn)象，錨桿動力源與主油泵電源，實現(xiàn)單元設(shè)計。
裝載機載液壓錨桿機，掘出頂板即可及時支護(hù)，實現(xiàn)既打頂錨桿又能打幫錨桿，迎頭最小支護(hù)間距為200mm的綜合掘進(jìn)機械。
2.2.2掘進(jìn)機的的檢修方面，防止液壓油的污染，給液壓系統(tǒng)造成堵塞、泄露，加油方式改為自吸式。
裝載機構(gòu)用三爪轉(zhuǎn)盤，單獨逐個馬達(dá)帶動。
為解決液壓油的起熱現(xiàn)象，在掘進(jìn)機的油箱內(nèi)加裝冷卻器。
各油缸的外露部分及液壓件應(yīng)加防護(hù)裝置。
2.2.3電器方面，具有回路多，控制容量大，易維護(hù)。
保護(hù)和顯示融為一體，全自動故障診斷和動作檢測、過流、過載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過壓和先導(dǎo)誤動作的控制系統(tǒng)，可顯示控制電機負(fù)荷、運行狀態(tài)、故障情況、啟動器系統(tǒng)自控和主控箱溫度等，便于檢修和查找處理問題。
2.3綜掘機效率
2.3.1根據(jù)以上分析及資料提供的數(shù)據(jù)，掘進(jìn)斷面為9~15m2左右，綜掘機械的配套實現(xiàn)了雙動力源(風(fēng)動工具、液壓工具)，運輸采用雙面運輸膠帶機，可以減少工人的勞動強度，支護(hù)材料可以機械運輸，購置半煤巖掘進(jìn)機，以至于工作面的夾矸和遇到小構(gòu)造而影響掘進(jìn)。
可以實現(xiàn)支護(hù)、掘進(jìn)一體化，一次性全斷面快速掘進(jìn)，提高工效。
2.3.2如果實現(xiàn)掘進(jìn)機械鉆進(jìn)、截割、裝運、降塵、支護(hù)一體化，就能夠加快掘進(jìn)進(jìn)尺，實現(xiàn)快速掘進(jìn)的目的，已達(dá)到礦井安全生產(chǎn)的需要，確保全礦各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的完成，實現(xiàn)高產(chǎn)高效。
3.綜掘機在生產(chǎn)過程中的改造技術(shù)
3.1增強穩(wěn)定性
由于EBZ-90綜掘機的穩(wěn)定性差，在EBZ-90左、右行走裝置履帶前部加裝了兩個無桿腔輔助油缸，油缸底部通過連接板用4條Ф30強力螺栓與履帶支架固定，在油缸頂端加裝托頂裝置。
在使用時將鏟板和后支撐支起后將兩個輔助油缸升起，使托頂裝置與巷道頂板緊密接觸，并且壓力達(dá)到4MPa，相對來講增加了掘進(jìn)機的重量，使EBZ-90半煤巖綜掘機的穩(wěn)定性得到了大大提高。
3.2水路系統(tǒng)
EBZ-90綜掘機的水路系統(tǒng)為從進(jìn)水管串一三通，一路給截割電機進(jìn)行冷卻后至引射，另一路經(jīng)冷卻器到外噴霧。
針對淮南礦防塵水及運行環(huán)境的實際情況，在EBZ-90綜掘機水路系統(tǒng)基礎(chǔ)上對EBZ-90半煤巖綜掘機的水路系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，其改造方案如下：
(1)在總水路上加一安全閥(設(shè)定2.5MPa)，有效地保護(hù)了切割電機免受強壓水的沖擊。
(2)將分水三通改為配水閥，便于動態(tài)調(diào)控冷卻水(引射和外噴霧)水量。
(3)在冷卻器出水側(cè)附加了一個三通，在保證外噴霧的前提下將工作面不需要的水通過膠管引流到掘進(jìn)機后方通過潛水泵將水排出掘進(jìn)頭，降低掘進(jìn)頭面積水。
3.3操作臺
由于該掘進(jìn)機各操作手把不復(fù)位，開啟油泵時經(jīng)常造成誤動作，給現(xiàn)場作業(yè)人員造成安全隱患。
掘進(jìn)機操作臺各操作手把由于施工時人員上下掘進(jìn)機攀爬、蹬踏，易造成各操作手把不復(fù)位，如果開啟油泵前未認(rèn)真檢查手把是否復(fù)位而啟動，極易造成誤動作，造成安全隱患。
其改造方案如下：
(1)右裝載手柄由于緊靠人行側(cè)，且位置靠下，這就造成人員蹬踏及抓碰而造成誤動作，將原操作手柄底座加焊直拐角將其上移，避免了施工時誤動作。
(2)將操作臺操作手柄處下方加焊限位塊，掘進(jìn)機司機割煤完畢后上起限位塊后，就可以防止作業(yè)人員攀爬掘進(jìn)機造成的手柄不復(fù)位而誤動作。
4.結(jié)論
隨著綜掘機在礦礦井中的應(yīng)用，掘進(jìn)速度明顯加快，單面月進(jìn)尺由傳統(tǒng)的炮掘100m左右提升到現(xiàn)在的600m以上，有效地降低了工人勞動強度，不僅增加了礦井的安全程度，提高了管理水平，而且有效緩解了采掘接替緊張的局面，為礦井的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)夯實了基礎(chǔ)，也為礦山的長遠(yuǎn)發(fā)展攢足了后勁，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【參考文獻(xiàn)】
[1]朱仲連.工程機械維修新理念[J].工程機械與維修，2005，(13).
煤礦綜合機械化設(shè)備的選型與改進(jìn)的研究【2】
【摘 要】綜采、綜掘工作面是現(xiàn)代化高效礦井的標(biāo)志，可行性強、高性能的綜和機械化設(shè)備是安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的根本。
本文對煤礦綜合機械化設(shè)備的選型進(jìn)行分析，探討改進(jìn)的措施。
【關(guān)鍵詞】綜掘機;綜采設(shè)備;型號選擇;技術(shù)改造
1.煤礦綜合機械化設(shè)備的選型概述
隨著機械工業(yè)的不斷進(jìn)步，我國綜合機械化掘進(jìn)設(shè)備不斷地產(chǎn)生、改進(jìn)并升級，而且綜掘設(shè)備的適應(yīng)范圍也不斷擴展，但是還沒有任何一款綜掘機械能適應(yīng)所有的地質(zhì)條件。
綜合機械化掘進(jìn)工作面內(nèi)相關(guān)設(shè)備選擇必須合理選擇才能達(dá)到綜掘工作面應(yīng)有的效果。
根據(jù)各煤礦、各采區(qū)，乃至各工作面的實際情況，合理選用大中小型煤巷、巖巷、半煤巖巷綜掘設(shè)備，才能保證航道的掘進(jìn)速度，進(jìn)而保證整個礦井的接替需要。
2.綜掘機械的選型的要求
綜合機械化掘進(jìn)工作面和采煤工作面的運用是現(xiàn)代化高產(chǎn)、高效礦井的標(biāo)志。
根據(jù)實際條件合理選擇綜掘工作面及綜采工作面機械設(shè)備是安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的根本。
采煤、掘進(jìn)工作面設(shè)備的選型、設(shè)計、配套、使用和科學(xué)的管理是工作面高產(chǎn)、高效的保證。
2.1選型原則
綜掘機械各配套設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)不小于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力的1.2倍。
選型時必須參照國內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面輔助系統(tǒng)生產(chǎn)能力的設(shè)計，所選設(shè)備要能夠滿足快速掘進(jìn)的需要，綜掘設(shè)備的協(xié)調(diào)性以保證工作面快速推進(jìn)的需求。
綜掘機械的研制與選型，應(yīng)特別注意設(shè)備的可行性，但也要注意其技術(shù)的先進(jìn)性。
總體設(shè)備應(yīng)考慮與已有設(shè)備的配合，盡量不要造成已有設(shè)備的閑置。
綜掘機械成套設(shè)備應(yīng)滿足快速掘進(jìn)施工工藝的要求。
2.2掘進(jìn)機的技術(shù)要求
掘進(jìn)設(shè)備的“破、裝、運”三大功能與支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)功能互不干涉，刮扳機與裝載機構(gòu)分開控制，避免裝載機構(gòu)和刮扳運輸負(fù)荷過大造成死機現(xiàn)象。
掘進(jìn)機的檢修方面，液壓系統(tǒng)必須密封，以防止液壓油的污染，給液壓系統(tǒng)造成堵塞、泄露。
掘進(jìn)機加油方式應(yīng)盡量采用自吸式。
裝載機構(gòu)如果采用三爪轉(zhuǎn)盤，每個轉(zhuǎn)盤都應(yīng)用單獨的馬達(dá)驅(qū)動。
為解決液壓油的過熱現(xiàn)象，掘進(jìn)機的冷卻系統(tǒng)必須實時運轉(zhuǎn)，而且掘進(jìn)的油箱內(nèi)必須加裝冷卻器。
各油缸的外露部分及液壓件應(yīng)加防護(hù)裝置。
可實現(xiàn)各油缸動作速度及行走速度的手工元級調(diào)速。
在重載情況(如遇到硬巖)時可通過慢速進(jìn)給降低切割載荷，以切斷硬巖，減少停機。
截割頭采用國際一流技術(shù)，設(shè)計單刀力大，截齒布置合理，破巖過斷層能力強。
電器方面，電器回路的控制容量要大，維護(hù)要簡單。
保護(hù)和顯示融為一體，全自動故障診斷和動作檢測、過流、過載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過壓和先導(dǎo)誤動作的控制系統(tǒng)，可顯示控制電機負(fù)載、運行狀態(tài)、故障情況、啟動器系統(tǒng)自控和主控制箱溫度等，便于檢測和查找處理問題。
掘進(jìn)機的使用，最好選用具備伸縮性能的切割頭，便于挑頂、刷幫和挖柱窩，并且在同樣的條件下可以多進(jìn)一個循環(huán)，整個動機器的靈活性也能得以提高。
安全方面，必須有預(yù)警報裝置和照明照明裝置，及機載式瓦斯斷電儀。
另外綜掘機上還必須具備內(nèi)外噴霧裝置，掘進(jìn)機兩側(cè)必須有急停按鈕等安全保護(hù)設(shè)施。
2.3綜掘機效率
綜掘機械的“二運系統(tǒng)”如能采用雙面運輸膠帶機，可以減少工人的勞動強度，支護(hù)材料也可以實現(xiàn)機械化運輸。
購置半煤巖掘進(jìn)機，可以實現(xiàn)支護(hù)、掘進(jìn)一體化，一次性全斷面快速掘進(jìn)，提高工效。
實現(xiàn)掘進(jìn)機械鉆進(jìn)、截割、裝運、降塵、支護(hù)一體化，就能夠提高掘進(jìn)效率，實現(xiàn)快速掘進(jìn)的目的，以達(dá)到礦井安全生產(chǎn)的需要，確全礦各項經(jīng)濟指標(biāo)的完成，進(jìn)而保證整個礦井的高產(chǎn)高效。
可選配獨立的錨桿動力接口單元，為錨桿鉆機提供動力，提高錨固作業(yè)效率。
3.綜采設(shè)備配套使用中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)建議
3.1設(shè)備使用情況
綜采設(shè)備的采煤效率是炮采和普采所無法比擬的，但由于設(shè)計和使用操作不當(dāng)，可能出現(xiàn)的問題也很多，液壓支架護(hù)幫板開焊;護(hù)幫板與液壓支架主體連接構(gòu)件開焊;液壓支架調(diào)向困難，支架與刮板輸送機互為依托移動困難;采煤滾筒進(jìn)刀困難，三角煤不能盡采;液壓支架的前梁與收回護(hù)幫后的整體厚度與采煤機行星頭相互干涉;采煤機行星頭與刮板運輸機鏟煤板相互干涉。
3.2原因分析
設(shè)計方面運輸機：運輸機的機頭架與過渡槽采用螺栓連接，形成不了一個鋼性整體。
運輸機的中部槽與底板有一定的空隙。
液壓支架：液壓支架的工作阻力均是較大，但是沒有底側(cè)護(hù)，前梁和護(hù)幫的總厚度太厚，護(hù)幫板、伸縮前梁與推移千斤頂沒有實現(xiàn)連動。
采煤機：采煤機的行星頭太大，煤機的加油方式是人工加油。
機械設(shè)備配套方面液壓支架的前梁與采煤機行星頭相互干涉，滯后支架不能實現(xiàn)超前移架。
采煤機配套的原運輸機的中部槽寬度是750mm，該設(shè)備與運輸機配套，煤機行星頭與運輸機的鏟煤板間隙過小，跟機推溜時，煤機的行星頭與運輸機的鏟煤板相互干涉，造成煤機行星頭磨損和割鏟煤板。
機械設(shè)備使用方面采煤機用的是鎬型截齒(U92)割底板，底板很容易出現(xiàn)凸凹狀態(tài)，鏟煤板和擋煤板將整個采煤機抬起，鏟煤板扎底，中部槽變形。
液壓支架進(jìn)回液高壓膠管過長，移架時常擠斷。
煤機的加油、檢修不力，抗磨液壓油污染，操縱閥堵塞，牽引系統(tǒng)常出故障。
支架工操作時，經(jīng)常不按照正規(guī)程序操作。
移加過程中支護(hù)之大忌，如高射炮、拉弓等。
更有甚者，前梁頂梁與頂板不能保持平行支護(hù)，整架受力不均，而各千斤頂安全閥的開啟壓力是一樣的，由此造成液壓支柱竄液、結(jié)構(gòu)件從局部開始疲勞，進(jìn)而造成整個液壓支架的損毀。
3.3改進(jìn)措施
加裝一套自吸泵，將采煤機的加油方式改為自吸式。
移架時，護(hù)幫板、伸縮前梁收回;推溜時，護(hù)幫板、伸縮梁打開。
護(hù)幫板、伸縮前梁與推移千斤頂實現(xiàn)互動。
重新核定液壓支架護(hù)幫千斤頂安全閥開啟壓力，支架與互幫辦的連桿銷軸更換為剛度更大的連接件。
運輸機的過渡槽采用啞鈴銷一節(jié)連接。
液壓支架四聯(lián)桿底部增加一套側(cè)推裝置，防止液壓支架側(cè)滑。
在煤機的加油布棚增加濾網(wǎng)。
煤機滾筒盡量少割底板，以減輕鏟煤板的負(fù)荷。
如果因此而造成刮板輸送機推進(jìn)困難，立即停止工作查看原因，解決問題后再推溜。
將液壓支架的進(jìn)回液高壓膠管吊起并綁縛在固定位置加以保護(hù)。
4.如何加強煤礦綜合設(shè)備的管理
(1)加強職工培訓(xùn)，努力提高職工素質(zhì)。
只要有新設(shè)備投入，就必須先組織職工到有關(guān)兄弟單位或廠家進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高掌握新設(shè)備的結(jié)構(gòu)，原理和維修保養(yǎng)技術(shù)，確保一次安裝、試車成功;重點加強對使用單位維修、操作人員的培訓(xùn)，通過這種形式使職工的維修、保養(yǎng)和操作水平大為提高。
(2)把好設(shè)備入井安裝前的檢修、驗收關(guān)。
新設(shè)備進(jìn)礦后必須要在地面進(jìn)行安裝整體試車，對存在的一些缺陷和問題提前進(jìn)行處理和改進(jìn)，對自修的設(shè)備做到臺臺有記錄、有驗收，決不讓質(zhì)量上有問題的設(shè)備下井使用，從源頭上防止事故的發(fā)生。
(3)加強現(xiàn)場管理考核，通過一系列的考核處罰制度來規(guī)范現(xiàn)場職工的操作和維修方面不正規(guī)的行為。
(4)搞好設(shè)備現(xiàn)場的維護(hù)與保養(yǎng)，機電科即是職能管理部門又是生產(chǎn)服務(wù)部門，除了重點監(jiān)督檢查工區(qū)包機制的落實情況，同時又積極為工區(qū)排憂解難，提供幫助，并由機電科牽頭參與組織好周檢和日檢工作，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。
(5)加大費用的投入，提高備件的新度系數(shù)，確保備件的最低儲備。
在確保設(shè)備始終處于完好狀態(tài)下工作，同時切實做好各種備件的儲備工作，針對目前采購渠道比較復(fù)雜，周期較長的特點，做到備品備件的正常供應(yīng)，確保了安全生產(chǎn)的有序進(jìn)行。
5.結(jié)束語
綜掘機是綜合機械化掘進(jìn)工作面內(nèi)最重要的機械設(shè)備。
綜掘機的高效運轉(zhuǎn)時是實現(xiàn)工作面掘進(jìn)目標(biāo)的根本基礎(chǔ)。
根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，選擇合理的綜掘機，才能發(fā)揮綜掘工作面的最大生產(chǎn)能力及實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
于綜掘機相配套的的相關(guān)設(shè)備，如二運系統(tǒng)是綜掘工作面高產(chǎn)高效的重要保證。
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