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发布日期:2020-03-30  浏览次数:1086
 一、引言

  国产掘进机在近几年的发展,生产数量不断增加,大中型矿均应用上了掘进机。但掘进机多数都属于半煤岩型。在岩石较硬的巷道掘进,目前仍然采用人工炮掘的方式作业。炮掘作业,不仅劳动生产率低下,而且投入的人力资源多,劳动强度大,加上恶劣的工作环境,给煤矿安全生产带来很大的压力和威胁。一般在一些截割功率260kW以上的掘进机,其截割硬度在f≤12的特大型硬岩掘进机也应运而生了,从井下全岩巷道进行工业性试验效果来看,硬岩掘进机设计技术目前还尚不成熟,功能不完善。

  二、当前掘进机的发展趋势

  从当前的国内掘进机发展趋势来看,硬岩掘进机具有广阔的发展前景。因为除了用于煤矿巷道掘进外,在路、城市地铁隧道,以及公路建设等领域的掘进应用也比较多。从掘进机的发展趋势看,主要集中表现在如下几方面:①掘进机智能化、自动化。通过配置遥控系统和计算机断面控制系统,可实现机组远程遥控,提高生产效率及其安全生产能力。②掘进机附件化。除保留掘进机原有主要功能外,还将降尘、辅助支护等装置以附件形式出现,在掘进机上搭载。同时,可根据需要选择装配,以给使用者带来更多的方便。③掘进机前配套设备。掘进机前配套是实现快速掘进的关键,在掘进机上安装锚杆钻机,就能显著提高掘进速率和安全生产性能。④掘进机后配套设备问题。当前国内掘进机典型的后配套形式是桥式带式转载机加可伸缩带式转载机,这样能解决掘进机后配矿车的转载运输问题,并有利于掘进机向不具备连续运输设备的生产矿井应用。

  三、掘进机施工过程中普遍存在的问题分析

  根据我矿巷道掘进所使用的掘进机观察,即使是在半煤岩巷道掘进,施工过程中也存在许多问题。

  1、掘进机在施工过程中,每次遇到岩石时都产生很大的震动,有时把机器的电气元件震动损坏,其几率非常高,使得机器的使用寿命被大大缩短。

  2、掘进机在工作过程中,还常常出现第一运输机链条张紧度不够,使得链条有跳链、卡链、过紧等现象发生,有时还会造成轴承的损坏,使液压马达出现过载现象而不能正常的工作。

  3、有的在使用掘进机时,考虑到既能快速生产又经济,这就需要截割不同宽度的巷道,为此也就要求掘进机需要配备不同宽度的铲板,而目前国产掘进机在更换铲板时,还必须将行走部先卸掉,如此既浪费了大量时间,又浪费了人力物力。

  4、掘进机无自动注油功能。掘进机一般在工作一段时间之后,其油箱就需要补充油量。而在井下注油时,一旦操作不慎还会使灰尘进入管路,导致液压油污染,机器不能正常工作,增加维修时间,使得掘进机的工作效率大大降低。

  5、掘进机在工作中降尘效果差。一般井下掘进机在工作中会产生大量的烟尘,这种烟尘严重损害施工人员的身体健康,操作人员的视线也被模糊,而看不清设备运行情况。这样往往需要停机一段时间,等待烟尘散去才可能继续进行施工。究其原因,就是掘进机自身系统的除尘效果太差。

  6、掘进机运输不便的问题。现在煤矿普遍正在向着机械化、大型化的方向发展,有的矿井为提高掘进速度和煤炭产量,往往选择一些大型掘进机。而一些大型掘进机往往受到井下运输罐笼尺寸及承重条件等限制,只能在一些特大型煤矿应用。

  四、掘进机优化改进的建议

  根据以上掘进机施工过程中反映出的诸多问题,在大功率掘进机EBZ280设计之时应充分考虑到现场的实际,可以通过调研、走访、反馈意见等形式,在保留硬岩掘进机的优点设计的基础上,进一步完善掘进机的优化设计,以解决国内硬岩掘进机所遇到的一些关键技术难题。

  1、根据掘进机的工作性质和使用环境,应能够适应硬岩的基本掘进条件。在后支撑上可增加两个可以水平伸缩的侧支撑,伸出后顶到侧面岩壁上,以提高机身的稳定性。但是,一个工位截割完成后,操作者往往忘记收回侧支撑油缸而开动行走部或收起后支撑。当抬起铲板时,容易造成掘进机与巷道侧壁形成相对运动,使侧支撑油缸受力造成弯曲变形,修复困难,设计应充分考虑这个问题。改进后可采用液控单向阀与侧支撑控制手柄形成互锁回路,这样可有效避免由于人为误操作引起的侧支撑油缸损坏。

  2、对于改进设计后的掘进机,应将铲板与本体铰接点前移,其外露于履带行走架。就是在不拆行走部的前提下,也能够完全实现铲板的快速更换。

  3、在EBZ280 掘进机的铲板上增加一个铰接点,可有效通过销轴与第一运输机前端连接,其第一运输机后端与后支撑连接,并形成四连杆机构。第一运输机跟随铲板的升降,可一同动作。主动链轮与尾部丛动轮之间距离始终保持不变,以避免链条时紧时松,避免经常调节张紧装置所带来的繁琐之事。

  4、在EBZ280掘进机上应增加机载喷雾泵,并将水系统外喷分为两路,其中一路经过油冷却系统喷出,而另一路经过喷雾泵加压到8MPa后进入文丘里喷嘴,以起到较好的高压降尘作用。

  5、对EBZ280掘进机应改变以往掘进机采用的双变量泵形式,增加一个系统补油泵。将补油泵的进出口分别连接管路,通向油箱和油源,从而实现机器自动注油。这样系统管路形成封闭,有效避免人工注油带来的粉尘污染,形成良好的工作环境。

  6、对EBZ280掘进机可增加自动润滑系统。将掘进机不便于人工手动润滑的注油点,统一布管,编到自动润滑系统统一管理。同时,考虑到井下工作环境,对一些润滑点采用双注油管路(如自动润滑系统发生故障,可通过手动润滑来维持机器正常运转)。

  7、将EBZ280掘进机本体架拆分为前后两部分,而两本体架可通过3个平键来实现连接定位,并且通过30个高强度M36螺栓连接固定。在保证整体刚度不变的同时,降低最大不可拆卸件外形尺寸,以满足罐笼及中途运输的要求。

  8、可以将汽车系统上的倒车装置,移植应用到掘进机上。当掘进机后退时,可发出语音报警,并且车尾灯变成红色闪烁作为提示。这样井下操作者可以得到提醒,对其他工作人员掘进机正在倒车后退,也能提示注意安全。

  五、结束语

  煤矿应用新型大功率EBZ280型掘进机,能大大提高巷道开采的生产能力,并改善安全生产环境。当前国内掘进机的使用也很普遍,整体研制和改进上也迈上了一个新台阶,有力地促进了煤炭开采设备的发展,在促进煤矿掘进安全、高效生产起到了显著的作用,但是在提高全岩掘进机的适应性上还有待改进设计。

  参考文献

  1、陶永芹.EBZ160型掘进机外喷雾系统的改进[D].上海:中国科学院上海冶研究所,2000.

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