煤矿综合掘进机械的选型与改造论文
煤矿综合掘进机械的选型与改造论文【1】
【摘 要】随着采煤技术及采煤核心装备的升级，传统的掘进方式已无法满足矿井回采的需要。
实践证明，应用综合机械化掘进机及相关技术可有效提高掘进速度和工效。
本文通过分析型综掘机在煤矿矿井中的应用，就生产过程中存在的问题提出改进措施。
【关键词】煤矿综掘机;应用;改造
1.综掘机的技术特点与应用
综掘机由履带式行走部上的回转角支撑着槽轴式悬臂切割机构，经电机驱动，液压油缸操作，刮板输送机装运，具有自行切割、装运、行走的功能，主要由横轴悬臂切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、喷雾冷却系统、电器系统组成。
下面以EBZ-90型综掘机在矿井8煤层工作面使用情况做以分析：
1.1煤层的赋存情况
煤层厚度为2.4～3.0m，平均厚度为2.8m，含0.2m夹矸，直接顶板为深灰色粉沙岩，局部为泥岩，厚度为9.0m，深灰色、坚硬、稳定，底板为深灰色粉沙岩，厚4.3m，坚硬。
1.2地质构造情况
工作面地质构造较为简单，存在断层和无炭柱，构造少，影响极小。
1.3水文地质情况
水文地质情况较为复杂，主要含水层为O2。
和K2灰岩，分别位于1O2煤层的上部和下部。
在遇到构造的情况下，发生突水是影响工作面生产的主要安全隐患，预计正常涌水量为150～2O0m3/h。
1.4巷道断面及支护
巷道断面为矩形断面，净断面为：14.0m2;毛断面为：15m2。
永久支护采用锚梁网+锚索支护，锚索(Φ18.5×6300mm)采用2-3-2布置，锚杆(Φ20×2200mm等强)间排距为0.8m，巷道净高不底于2.8m。
1.5运输方式
采用EBZ-90型综掘机装煤，配合SDJ-800型胶带运输机运输。
1.6 EBZ-90综掘机使用后的效果
架棚支护使用EBZ-90型综掘机后，创下了大断面架棚巷道支护班架棚12架，班进尺10m的记采，日进尺22m的记录。
综合平均单进382.5m/月，比炮掘单进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。
锚梁网支护最高进尺已经突破1000m/月大关，平均进尺稳定在600m/月。
使用EBZ-90型综掘机后，减少了因放炮造成的事故隐患，杜绝了放炮事故，确保了掘进安全。
使用EBZ-90型综掘机后，减少了因放炮震动造成的顶板和煤帮松动，减少了支护用品，降低了支护成本，保证了巷道掘进后顶帮的稳定性，降低了掘进对顶帮的破坏。
2.综掘机械的选型
综掘机的高新技术、高可行性是实现工作面年产目标的重要物质基础，根据矿井的地质条件，选择合理的设备，才能发挥工作面的最大生产能力及实现安全生产。
2.1选型原则
2.1.1综掘机械各配套设备，必须适应与满足快速掘进的需要，综掘设备的协调性以保证工作面快速推进的需求，参照国内外高产高效工作面辅助系统生产能力的设计，应以工作面生产能力的1.2倍为基数。
2.1.2综掘机械的研制与选型，以提高设备的可行性为主，但也要注意其技术的先进性。
2.1.3总体设备应考虑现有的定型设备。
2.1.4综掘机械成套设备应满足快速掘进工艺的要求。
2.2掘进机的技术要求
2.2.1掘进机的支护系统与切割系统互不干涉，刮扳机与装载机构分开控制，避免装载机构和刮板运输负荷过大造成死机现象，锚杆动力源与主油泵电源，实现单元设计。
装载机载液压锚杆机，掘出顶板即可及时支护，实现既打顶锚杆又能打帮锚杆，迎头最小支护间距为200mm的综合掘进机械。
2.2.2掘进机的的检修方面，防止液压油的污染，给液压系统造成堵塞、泄露，加油方式改为自吸式。
装载机构用三爪转盘，单独逐个马达带动。
为解决液压油的起热现象，在掘进机的油箱内加装冷却器。
各油缸的外露部分及液压件应加防护装置。
2.2.3电器方面，具有回路多，控制容量大，易维护。
保护和显示融为一体，全自动故障诊断和动作检测、过流、过载、断相、互不平衡、漏电、闭锁、过压和先导误动作的控制系统，可显示控制电机负荷、运行状态、故障情况、启动器系统自控和主控箱温度等，便于检修和查找处理问题。
2.3综掘机效率
2.3.1根据以上分析及资料提供的数据，掘进断面为9~15m2左右，综掘机械的配套实现了双动力源(风动工具、液压工具)，运输采用双面运输胶带机，可以减少工人的劳动强度，支护材料可以机械运输，购置半煤岩掘进机，以至于工作面的夹矸和遇到小构造而影响掘进。
可以实现支护、掘进一体化，一次性全断面快速掘进，提高工效。
2.3.2如果实现掘进机械钻进、截割、装运、降尘、支护一体化，就能够加快掘进进尺，实现快速掘进的'目的，已达到矿井安全生产的需要，确保全矿各项经济技术指标的完成，实现高产高效。
3.综掘机在生产过程中的改造技术
3.1增强稳定性
由于EBZ-90综掘机的稳定性差，在EBZ-90左、右行走装置履带前部加装了两个无杆腔辅助油缸，油缸底部通过连接板用4条Ф30强力螺栓与履带支架固定，在油缸顶端加装托顶装置。
在使用时将铲板和后支撑支起后将两个辅助油缸升起，使托顶装置与巷道顶板紧密接触，并且压力达到4MPa，相对来讲增加了掘进机的重量，使EBZ-90半煤岩综掘机的稳定性得到了大大提高。
3.2水路系统
EBZ-90综掘机的水路系统为从进水管串一三通，一路给截割电机进行冷却后至引射，另一路经冷却器到外喷雾。
针对淮南矿防尘水及运行环境的实际情况，在EBZ-90综掘机水路系统基础上对EBZ-90半煤岩综掘机的水路系统进行了改进，其改造方案如下：
(1)在总水路上加一安全阀(设定2.5MPa)，有效地保护了切割电机免受强压水的冲击。
(2)将分水三通改为配水阀，便于动态调控冷却水(引射和外喷雾)水量。
(3)在冷却器出水侧附加了一个三通，在保证外喷雾的前提下将工作面不需要的水通过胶管引流到掘进机后方通过潜水泵将水排出掘进头，降低掘进头面积水。
3.3操作台
由于该掘进机各操作手把不复位，开启油泵时经常造成误动作，给现场作业人员造成安全隐患。
掘进机操作台各操作手把由于施工时人员上下掘进机攀爬、蹬踏，易造成各操作手把不复位，如果开启油泵前未认真检查手把是否复位而启动，极易造成误动作，造成安全隐患。
其改造方案如下：
(1)右装载手柄由于紧靠人行侧，且位置靠下，这就造成人员蹬踏及抓碰而造成误动作，将原操作手柄底座加焊直拐角将其上移，避免了施工时误动作。
(2)将操作台操作手柄处下方加焊限位块，掘进机司机割煤完毕后上起限位块后，就可以防止作业人员攀爬掘进机造成的手柄不复位而误动作。
4.结论
随着综掘机在矿矿井中的应用，掘进速度明显加快，单面月进尺由传统的炮掘100m左右提升到现在的600m以上，有效地降低了工人劳动强度，不仅增加了矿井的安全程度，提高了管理水平，而且有效缓解了采掘接替紧张的局面，为矿井的高产、稳产夯实了基础，也为矿山的长远发展攒足了后劲，取得了较好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1]朱仲连.工程机械维修新理念[J].工程机械与维修，2005，(13).
煤矿综合机械化设备的选型与改进的研究【2】
【摘 要】综采、综掘工作面是现代化高效矿井的标志，可行性强、高性能的综和机械化设备是安全生产、高效生产的根本。
本文对煤矿综合机械化设备的选型进行分析，探讨改进的措施。
【关键词】综掘机;综采设备;型号选择;技术改造
1.煤矿综合机械化设备的选型概述
随着机械工业的不断进步，我国综合机械化掘进设备不断地产生、改进并升级，而且综掘设备的适应范围也不断扩展，但是还没有任何一款综掘机械能适应所有的地质条件。
综合机械化掘进工作面内相关设备选择必须合理选择才能达到综掘工作面应有的效果。
根据各煤矿、各采区，乃至各工作面的实际情况，合理选用大中小型煤巷、岩巷、半煤岩巷综掘设备，才能保证航道的掘进速度，进而保证整个矿井的接替需要。
2.综掘机械的选型的要求
综合机械化掘进工作面和采煤工作面的运用是现代化高产、高效矿井的标志。
根据实际条件合理选择综掘工作面及综采工作面机械设备是安全生产、高效生产的根本。
采煤、掘进工作面设备的选型、设计、配套、使用和科学的管理是工作面高产、高效的保证。
2.1选型原则
综掘机械各配套设备的生产能力应不小于工作面设计生产能力的1.2倍。
选型时必须参照国内外高产高效工作面辅助系统生产能力的设计，所选设备要能够满足快速掘进的需要，综掘设备的协调性以保证工作面快速推进的需求。
综掘机械的研制与选型，应特别注意设备的可行性，但也要注意其技术的先进性。
总体设备应考虑与已有设备的配合，尽量不要造成已有设备的闲置。
综掘机械成套设备应满足快速掘进施工工艺的要求。
2.2掘进机的技术要求
掘进设备的“破、装、运”三大功能与支护系统的支护功能互不干涉，刮扳机与装载机构分开控制，避免装载机构和刮扳运输负荷过大造成死机现象。
掘进机的检修方面，液压系统必须密封，以防止液压油的污染，给液压系统造成堵塞、泄露。
掘进机加油方式应尽量采用自吸式。
装载机构如果采用三爪转盘，每个转盘都应用单独的马达驱动。
为解决液压油的过热现象，掘进机的冷却系统必须实时运转，而且掘进的油箱内必须加装冷却器。
各油缸的外露部分及液压件应加防护装置。
可实现各油缸动作速度及行走速度的手工元级调速。
在重载情况(如遇到硬岩)时可通过慢速进给降低切割载荷，以切断硬岩，减少停机。
截割头采用国际一流技术，设计单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强。
电器方面，电器回路的控制容量要大，维护要简单。
保护和显示融为一体，全自动故障诊断和动作检测、过流、过载、断相、互不平衡、漏电、闭锁、过压和先导误动作的控制系统，可显示控制电机负载、运行状态、故障情况、启动器系统自控和主控制箱温度等，便于检测和查找处理问题。
掘进机的使用，最好选用具备伸缩性能的切割头，便于挑顶、刷帮和挖柱窝，并且在同样的条件下可以多进一个循环，整个动机器的灵活性也能得以提高。
安全方面，必须有预警报装置和照明照明装置，及机载式瓦斯断电仪。
另外综掘机上还必须具备内外喷雾装置，掘进机两侧必须有急停按钮等安全保护设施。
2.3综掘机效率
综掘机械的“二运系统”如能采用双面运输胶带机，可以减少工人的劳动强度，支护材料也可以实现机械化运输。
购置半煤岩掘进机，可以实现支护、掘进一体化，一次性全断面快速掘进，提高工效。
实现掘进机械钻进、截割、装运、降尘、支护一体化，就能够提高掘进效率，实现快速掘进的目的，以达到矿井安全生产的需要，确全矿各项经济指标的完成，进而保证整个矿井的高产高效。
可选配独立的锚杆动力接口单元，为锚杆钻机提供动力，提高锚固作业效率。
3.综采设备配套使用中出现的问题及改进建议
3.1设备使用情况
综采设备的采煤效率是炮采和普采所无法比拟的，但由于设计和使用操作不当，可能出现的问题也很多，液压支架护帮板开焊;护帮板与液压支架主体连接构件开焊;液压支架调向困难，支架与刮板输送机互为依托移动困难;采煤滚筒进刀困难，三角煤不能尽采;液压支架的前梁与收回护帮后的整体厚度与采煤机行星头相互干涉;采煤机行星头与刮板运输机铲煤板相互干涉。
3.2原因分析
设计方面运输机：运输机的机头架与过渡槽采用螺栓连接，形成不了一个钢性整体。
运输机的中部槽与底板有一定的空隙。
液压支架：液压支架的工作阻力均是较大，但是没有底侧护，前梁和护帮的总厚度太厚，护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶没有实现连动。
采煤机：采煤机的行星头太大，煤机的加油方式是人工加油。
机械设备配套方面液压支架的前梁与采煤机行星头相互干涉，滞后支架不能实现超前移架。
采煤机配套的原运输机的中部槽宽度是750mm，该设备与运输机配套，煤机行星头与运输机的铲煤板间隙过小，跟机推溜时，煤机的行星头与运输机的铲煤板相互干涉，造成煤机行星头磨损和割铲煤板。
机械设备使用方面采煤机用的是镐型截齿(U92)割底板，底板很容易出现凸凹状态，铲煤板和挡煤板将整个采煤机抬起，铲煤板扎底，中部槽变形。
液压支架进回液高压胶管过长，移架时常挤断。
煤机的加油、检修不力，抗磨液压油污染，操纵阀堵塞，牵引系统常出故障。
支架工操作时，经常不按照正规程序操作。
移加过程中支护之大忌，如高射炮、拉弓等。
更有甚者，前梁顶梁与顶板不能保持平行支护，整架受力不均，而各千斤顶安全阀的开启压力是一样的，由此造成液压支柱窜液、结构件从局部开始疲劳，进而造成整个液压支架的损毁。
3.3改进措施
加装一套自吸泵，将采煤机的加油方式改为自吸式。
移架时，护帮板、伸缩前梁收回;推溜时，护帮板、伸缩梁打开。
护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶实现互动。
重新核定液压支架护帮千斤顶安全阀开启压力，支架与互帮办的连杆销轴更换为刚度更大的连接件。
运输机的过渡槽采用哑铃销一节连接。
液压支架四联杆底部增加一套侧推装置，防止液压支架侧滑。
在煤机的加油布棚增加滤网。
煤机滚筒尽量少割底板，以减轻铲煤板的负荷。
如果因此而造成刮板输送机推进困难，立即停止工作查看原因，解决问题后再推溜。
将液压支架的进回液高压胶管吊起并绑缚在固定位置加以保护。
4.如何加强煤矿综合设备的管理
(1)加强职工培训，努力提高职工素质。
只要有新设备投入，就必须先组织职工到有关兄弟单位或厂家进行学习，提高掌握新设备的结构，原理和维修保养技术，确保一次安装、试车成功;重点加强对使用单位维修、操作人员的培训，通过这种形式使职工的维修、保养和操作水平大为提高。
(2)把好设备入井安装前的检修、验收关。
新设备进矿后必须要在地面进行安装整体试车，对存在的一些缺陷和问题提前进行处理和改进，对自修的设备做到台台有记录、有验收，决不让质量上有问题的设备下井使用，从源头上防止事故的发生。
(3)加强现场管理考核，通过一系列的考核处罚制度来规范现场职工的操作和维修方面不正规的行为。
(4)搞好设备现场的维护与保养，机电科即是职能管理部门又是生产服务部门，除了重点监督检查工区包机制的落实情况，同时又积极为工区排忧解难，提供帮助，并由机电科牵头参与组织好周检和日检工作，将事故消灭在萌芽状态。
(5)加大费用的投入，提高备件的新度系数，确保备件的最低储备。
在确保设备始终处于完好状态下工作，同时切实做好各种备件的储备工作，针对目前采购渠道比较复杂，周期较长的特点，做到备品备件的正常供应，确保了安全生产的有序进行。
5.结束语
综掘机是综合机械化掘进工作面内最重要的机械设备。
综掘机的高效运转时是实现工作面掘进目标的根本基础。
根据矿井的地质条件，选择合理的综掘机，才能发挥综掘工作面的最大生产能力及实现安全生产。
于综掘机相配套的的相关设备，如二运系统是综掘工作面高产高效的重要保证。
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