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(zhù)采煤技術(shù)及采煤核心裝備的升級，傳統的掘進(jìn)方式已無(wú)法滿(mǎn)足礦井回采的需要。
實(shí)踐證明，應用綜合機械化掘進(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(guò)分析型綜掘機在煤礦礦井中的應用，就生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題提出改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】煤礦綜掘機;應用;改造
1.綜掘機的技術(shù)特點(diǎn)與應用
綜掘機由履帶式行走部上的回轉角支撐著(zhù)槽軸式懸臂切割機構，經(jīng)電機驅動(dòng)，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、裝運機構、行走機構、液壓系統、噴霧冷卻系統、電器系統組成。
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、穩定，底板為深灰色粉沙巖，厚4.3m，堅硬。
1.2地質(zhì)構造情況
工作面地質(zhì)構造較為簡(jiǎn)單，存在斷層和無(wú)炭柱，構造少，影響極小。
1.3水文地質(zhì)情況
水文地質(zhì)情況較為復雜，主要含水層為O2。
和K2灰巖，分別位于1O2煤層的上部和下部。
在遇到構造的情況下，發(fā)生突水是影響工作面生產(chǎn)的主要安全隱患，預計正常涌水量為150～2O0m3/h。
1.4巷道斷面及支護
巷道斷面為矩形斷面，凈斷面為：14.0m2;毛斷面為：15m2。
永久支護采用錨梁網(wǎng)+錨索支護，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
架棚支護使用EBZ-90型綜掘機后，創(chuàng )下了大斷面架棚巷道支護班架棚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)支護最高進(jìn)尺已經(jīng)突破1000m/月大關(guān)，平均進(jìn)尺穩定在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(dòng)造成的頂板和煤幫松動(dòng)，減少了支護用品，降低了支護成本，保證了巷道掘進(jìn)后頂幫的穩定性，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(shí)現工作面年產(chǎn)目標的重要物質(zhì)基礎，根據礦井的地質(zhì)條件，選擇合理的設備，才能發(fā)揮工作面的最大生產(chǎn)能力及實(shí)現安全生產(chǎn)。
2.1選型原則
2.1.1綜掘機械各配套設備，必須適應與滿(mǎn)足快速掘進(jìn)的需要，綜掘設備的協(xié)調性以保證工作面快速推進(jìn)的需求，參照國內外高產(chǎn)高效工作面輔助系統生產(chǎn)能力的設計，應以工作面生產(chǎn)能力的1.2倍為基數。
2.1.2綜掘機械的研制與選型，以提高設備的可行性為主，但也要注意其技術(shù)的先進(jìn)性。
2.1.3總體設備應考慮現有的定型設備。
2.1.4綜掘機械成套設備應滿(mǎn)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)機的支護系統與切割系統互不干涉，刮扳機與裝載機構分開(kāi)控制，避免裝載機構和刮板運輸負荷過(guò)大造成死機現象，錨桿動(dòng)力源與主油泵電源，實(shí)現單元設計。
裝載機載液壓錨桿機，掘出頂板即可及時(shí)支護，實(shí)現既打頂錨桿又能打幫錨桿，迎頭最小支護間距為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，給液壓系統造成堵塞、泄露，加油方式改為自吸式。
裝載機構用三爪轉盤(pán)，單獨逐個(gè)馬達帶動(dòng)。
為解決液壓油的起熱現象，在掘進(jìn)機的油箱內加裝冷卻器。
各油缸的外露部分及液壓件應加防護裝置。
2.2.3電器方面，具有回路多，控制容量大，易維護。
保護和顯示融為一體，全自動(dòng)故障診斷和動(dòng)作檢測、過(guò)流、過(guò)載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過(guò)壓和先導誤動(dòng)作的控制系統，可顯示控制電機負荷、運行狀態(tài)、故障情況、啟動(dòng)器系統自控和主控箱溫度等，便于檢修和查找處理問(wèn)題。
2.3綜掘機效率
2.3.1根據以上分析及資料提供的數據，掘進(jìn)斷面為9~15m2左右，綜掘機械的配套實(shí)現了雙動(dòng)力源(風(fēng)動(dòng)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(dòng)強度，支護材料可以機械運輸，購置半煤巖掘進(jìn)機，以至于工作面的夾矸和遇到小構造而影響掘進(jìn)。
可以實(shí)現支護、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(shí)現掘進(jìn)機械鉆進(jìn)、截割、裝運、降塵、支護一體化，就能夠加快掘進(jìn)進(jìn)尺，實(shí)現快速掘進(jìn)的目的，已達到礦井安全生產(chǎn)的需要，確保全礦各項經(jīng)濟技術(shù)指標的完成，實(shí)現高產(chǎn)高效。
3.綜掘機在生產(chǎn)過(guò)程中的改造技術(shù)
3.1增強穩定性
由于EBZ-90綜掘機的穩定性差，在EBZ-90左、右行走裝置履帶前部加裝了兩個(gè)無(wú)桿腔輔助油缸，油缸底部通過(guò)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(shí)將鏟板和后支撐支起后將兩個(gè)輔助油缸升起，使托頂裝置與巷道頂板緊密接觸，并且壓力達到4MPa，相對來(lái)講增加了掘進(jìn)機的重量，使EBZ-90半煤巖綜掘機的穩定性得到了大大提高。
3.2水路系統
EBZ-90綜掘機的水路系統為從進(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(shí)際情況，在EBZ-90綜掘機水路系統基礎上對EBZ-90半煤巖綜掘機的水路系統進(jìn)行了改進(jìn)，其改造方案如下：
(1)在總水路上加一安全閥(設定2.5MPa)，有效地保護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(dòng)態(tài)調控冷卻水(引射和外噴霧)水量。
(3)在冷卻器出水側附加了一個(gè)三通，在保證外噴霧的前提下將工作面不需要的水通過(guò)膠管引流到掘進(jìn)機后方通過(guò)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)機各操作手把不復位，開(kāi)啟油泵時(shí)經(jīng)常造成誤動(dòng)作，給現場(chǎng)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(shí)人員上下掘進(jìn)機攀爬、蹬踏，易造成各操作手把不復位，如果開(kāi)啟油泵前未認真檢查手把是否復位而啟動(dòng)，極易造成誤動(dòng)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，且位置靠下，這就造成人員蹬踏及抓碰而造成誤動(dòng)作，將原操作手柄底座加焊直拐角將其上移，避免了施工時(shí)誤動(dòng)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)機造成的手柄不復位而誤動(dòng)作。
4.結論
隨著(zhù)綜掘機在礦礦井中的應用，掘進(jìn)速度明顯加快，單面月進(jìn)尺由傳統的炮掘100m左右提升到現在的600m以上，有效地降低了工人勞動(dòng)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)、穩產(chǎn)夯實(shí)了基礎，也為礦山的長(cháng)遠發(fā)展攢足了后勁，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
【參考文獻】
[1]朱仲連.工程機械維修新理念[J].工程機械與維修，2005，(13).
煤礦綜合機械化設備的選型與改進(jìn)的研究【2】
【摘 要】綜采、綜掘工作面是現代化高效礦井的標志，可行性強、高性能的綜和機械化設備是安全生產(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;綜采設備;型號選擇;技術(shù)改造
1.煤礦綜合機械化設備的選型概述
隨著(zhù)機械工業(yè)的不斷進(jìn)步，我國綜合機械化掘進(jìn)設備不斷地產(chǎn)生、改進(jìn)并升級，而且綜掘設備的適應范圍也不斷擴展，但是還沒(méi)有任何一款綜掘機械能適應所有的地質(zhì)條件。
綜合機械化掘進(jìn)工作面內相關(guān)設備選擇必須合理選擇才能達到綜掘工作面應有的效果。
根據各煤礦、各采區，乃至各工作面的實(shí)際情況，合理選用大中小型煤巷、巖巷、半煤巖巷綜掘設備，才能保證航道的掘進(jìn)速度，進(jìn)而保證整個(gè)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代化高產(chǎn)、高效礦井的標志。
根據實(shí)際條件合理選擇綜掘工作面及綜采工作面機械設備是安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的根本。
采煤、掘進(jìn)工作面設備的選型、設計、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
綜掘機械各配套設備的生產(chǎn)能力應不小于工作面設計生產(chǎn)能力的1.2倍。
選型時(shí)必須參照國內外高產(chǎn)高效工作面輔助系統生產(chǎn)能力的設計，所選設備要能夠滿(mǎn)足快速掘進(jìn)的需要，綜掘設備的協(xié)調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，應特別注意設備的可行性，但也要注意其技術(shù)的先進(jìn)性。
總體設備應考慮與已有設備的配合，盡量不要造成已有設備的閑置。
綜掘機械成套設備應滿(mǎn)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)設備的“破、裝、運”三大功能與支護系統的支護功能互不干涉，刮扳機與裝載機構分開(kāi)控制，避免裝載機構和刮扳運輸負荷過(guò)大造成死機現象。
掘進(jìn)機的檢修方面，液壓系統必須密封，以防止液壓油的污染，給液壓系統造成堵塞、泄露。
掘進(jìn)機加油方式應盡量采用自吸式。
裝載機構如果采用三爪轉盤(pán)，每個(gè)轉盤(pán)都應用單獨的馬達驅動(dòng)。
為解決液壓油的過(guò)熱現象，掘進(jìn)機的冷卻系統必須實(shí)時(shí)運轉，而且掘進(jìn)的油箱內必須加裝冷卻器。
各油缸的外露部分及液壓件應加防護裝置。
可實(shí)現各油缸動(dòng)作速度及行走速度的手工元級調速。
在重載情況(如遇到硬巖)時(shí)可通過(guò)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)，設計單刀力大，截齒布置合理，破巖過(guò)斷層能力強。
電器方面，電器回路的控制容量要大，維護要簡(jiǎn)單。
保護和顯示融為一體，全自動(dòng)故障診斷和動(dòng)作檢測、過(guò)流、過(guò)載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過(guò)壓和先導誤動(dòng)作的控制系統，可顯示控制電機負載、運行狀態(tài)、故障情況、啟動(dòng)器系統自控和主控制箱溫度等，便于檢測和查找處理問(wèn)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(gè)循環(huán)，整個(gè)動(dòng)機器的靈活性也能得以提高。
安全方面，必須有預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外噴霧裝置，掘進(jìn)機兩側必須有急停按鈕等安全保護設施。
2.3綜掘機效率
綜掘機械的“二運系統”如能采用雙面運輸膠帶機，可以減少工人的勞動(dòng)強度，支護材料也可以實(shí)現機械化運輸。
購置半煤巖掘進(jìn)機，可以實(shí)現支護、掘進(jìn)一體化，一次性全斷面快速掘進(jìn)，提高工效。
實(shí)現掘進(jìn)機械鉆進(jìn)、截割、裝運、降塵、支護一體化，就能夠提高掘進(jìn)效率，實(shí)現快速掘進(jìn)的目的，以達到礦井安全生產(chǎn)的需要，確全礦各項經(jīng)濟指標的完成，進(jìn)而保證整個(gè)礦井的高產(chǎn)高效。
可選配獨立的錨桿動(dòng)力接口單元，為錨桿鉆機提供動(dòng)力，提高錨固作業(yè)效率。
3.綜采設備配套使用中出現的問(wèn)題及改進(jìn)建議
3.1設備使用情況
綜采設備的采煤效率是炮采和普采所無(wú)法比擬的，但由于設計和使用操作不當，可能出現的問(wèn)題也很多，液壓支架護幫板開(kāi)焊;護幫板與液壓支架主體連接構件開(kāi)焊;液壓支架調向困難，支架與刮板輸送機互為依托移動(dòng)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
設計方面運輸機：運輸機的機頭架與過(guò)渡槽采用螺栓連接，形成不了一個(gè)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(méi)有底側護，前梁和護幫的總厚度太厚，護幫板、伸縮前梁與推移千斤頂沒(méi)有實(shí)現連動(dòng)。
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(shí)現超前移架。
采煤機配套的原運輸機的中部槽寬度是750mm，該設備與運輸機配套，煤機行星頭與運輸機的鏟煤板間隙過(guò)小，跟機推溜時(shí)，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，底板很容易出現凸凹狀態(tài)，鏟煤板和擋煤板將整個(gè)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(guò)長(cháng)，移架時(shí)常擠斷。
煤機的加油、檢修不力，抗磨液壓油污染，操縱閥堵塞，牽引系統常出故障。
支架工操作時(shí)，經(jīng)常不按照正規程序操作。
移加過(guò)程中支護之大忌，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，整架受力不均，而各千斤頂安全閥的開(kāi)啟壓力是一樣的，由此造成液壓支柱竄液、結構件從局部開(kāi)始疲勞，進(jìn)而造成整個(gè)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(shí)，護幫板、伸縮前梁收回;推溜時(shí)，護幫板、伸縮梁打開(kāi)。
護幫板、伸縮前梁與推移千斤頂實(shí)現互動(dòng)。
重新核定液壓支架護幫千斤頂安全閥開(kāi)啟壓力，支架與互幫辦的連桿銷(xiāo)軸更換為剛度更大的連接件。
運輸機的過(guò)渡槽采用啞鈴銷(xiāo)一節連接。
液壓支架四聯(lián)桿底部增加一套側推裝置，防止液壓支架側滑。
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(wèn)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。
4.如何加強煤礦綜合設備的管理
(1)加強職工培訓，努力提高職工素質(zhì)。
只要有新設備投入，就必須先組織職工到有關(guān)兄弟單位或廠(chǎng)家進(jìn)行學(xué)習，提高掌握新設備的結構，原理和維修保養技術(shù)，確保一次安裝、試車(chē)成功;重點(diǎn)加強對使用單位維修、操作人員的培訓，通過(guò)這種形式使職工的維修、保養和操作水平大為提高。
(2)把好設備入井安裝前的檢修、驗收關(guān)。
新設備進(jìn)礦后必須要在地面進(jìn)行安裝整體試車(chē)，對存在的一些缺陷和問(wèn)題提前進(jìn)行處理和改進(jìn)，對自修的設備做到臺臺有記錄、有驗收，決不讓質(zhì)量上有問(wèn)題的設備下井使用，從源頭上防止事故的發(fā)生。
(3)加強現場(chǎng)管理考核，通過(guò)一系列的考核處罰制度來(lái)規范現場(chǎng)職工的操作和維修方面不正規的行為。
(4)搞好設備現場(chǎng)的維護與保養，機電科即是職能管理部門(mén)又是生產(chǎn)服務(wù)部門(mén)，除了重點(diǎn)監督檢查工區包機制的落實(shí)情況，同時(shí)又積極為工區排憂(yōu)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，確保備件的最低儲備。
在確保設備始終處于完好狀態(tài)下工作，同時(shí)切實(shí)做好各種備件的儲備工作，針對目前采購渠道比較復雜，周期較長(cháng)的特點(diǎn)，做到備品備件的正常供應，確保了安全生產(chǎn)的有序進(jìn)行。
5.結束語(yǔ)
綜掘機是綜合機械化掘進(jìn)工作面內最重要的機械設備。
綜掘機的高效運轉時(shí)是實(shí)現工作面掘進(jìn)目標的根本基礎。
根據礦井的地質(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(shí)現安全生產(chǎn)。
于綜掘機相配套的的相關(guān)設備，如二運系統是綜掘工作面高產(chǎn)高效的重要保證。
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