趙 峰,劉安鋒,閆葉俊

(兗礦集團(tuán)有限公司機(jī)電設(shè)備制造廠,山東 鄒城 273500)

成組定量推進(jìn)系統(tǒng)在硬夾矸薄煤層綜采中的應(yīng)用

趙 峰,劉安鋒,閆葉俊

(兗礦集團(tuán)有限公司機(jī)電設(shè)備制造廠,山東 鄒城 273500)

在兗州礦區(qū)及魯西南礦區(qū)存在大量的含硫化鐵硬夾矸薄煤層,兗礦集團(tuán)不斷探索,通過(guò)革新改進(jìn)液壓支架、采煤機(jī)、輸送機(jī)及開(kāi)采工藝,解決了1m以下含硫化鐵硬夾矸薄煤層機(jī)械化綜采難題,其中成組定量推進(jìn)系統(tǒng)首次用于薄煤層液壓支架中,為整個(gè)項(xiàng)目的成功發(fā)揮了作用。

成組;定量推進(jìn);硬夾矸;薄煤層;綜采

Application of Group Processing System in Full2mechan ized M in ing Thin Coal Seam with Hard Parting

山東兗州礦區(qū)及魯西南礦區(qū)存在大量的含硫化鐵硬夾矸薄煤層,其硫化鐵結(jié)核的硬度系數(shù)f達(dá)到8～11,大小為100～200mm不等,少數(shù)可達(dá)300mm,成為制約薄煤層機(jī)械化綜采的主要障礙。兗礦集團(tuán)經(jīng)過(guò)多年的研究考察,不斷探索,通過(guò)革新改進(jìn)薄煤層液壓支架、采煤機(jī)、輸送機(jī)及開(kāi)采工藝,終于解決了1m以下含硫化鐵硬夾矸薄煤層的機(jī)械化綜采難題,自制研發(fā)了ZY2600/6.5/16型掩護(hù)式液壓支架,控制方式采用液壓鄰架先導(dǎo)控制與成組定量控制相結(jié)合,平均移架速度9s/架,移架操作方便,使薄煤層液壓支架有了新的突破。

1 成組定量推進(jìn)系統(tǒng)的原理

在ZY2600/6.5/16型掩護(hù)式液壓支架中為了實(shí)現(xiàn)定量推進(jìn)功能,液壓系統(tǒng)中設(shè)置1個(gè)定量缸,放置于支架頂梁箱體內(nèi)。控制閥中有1片閥單獨(dú)控制支架的推移和拉架,另外有1片閥控制成組推進(jìn)和充液。為實(shí)現(xiàn)這種功能液壓系統(tǒng)中設(shè)置1個(gè)組合差壓閥和1個(gè)交替閥。具體液壓系統(tǒng)如圖1,定量缸結(jié)構(gòu)如圖2。

圖1 定量推進(jìn)液壓系統(tǒng)

圖2 定量缸結(jié)構(gòu)

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1.1 單獨(dú)控制

控制閥打向單獨(dú)拉架位置,高壓乳化液通過(guò)1,到達(dá)差動(dòng)閥接口3,通過(guò)液控口打開(kāi)4回路,然后到達(dá)接口5,高壓液將鋼珠推向右側(cè),封住通往接口7的通路,高壓液從接口6出來(lái)進(jìn)入推移千斤頂桿腔,使推移千斤頂收縮,帶動(dòng)支架實(shí)現(xiàn)移架動(dòng)作,推移千斤頂下腔乳化液一路通過(guò)接口4回回路,一路通過(guò)交替閥接口9,到10,對(duì)定量缸充液,如果定量缸已充滿(mǎn)液,則乳化液只通過(guò)4回回路;控制閥打向單獨(dú)推溜位置,高壓乳化液通過(guò)2,到達(dá)差動(dòng)閥接口4,然后從4到達(dá)8,7和9,進(jìn)入9的乳化液由于鋼珠的作用去往11的通路封閉,只能通過(guò)10進(jìn)入定量缸上腔充液,由于充液已滿(mǎn),這一路也封閉。到達(dá)8的乳化液進(jìn)入推移千斤頂下腔,同時(shí)一部分乳化液通過(guò)7進(jìn)入6,進(jìn)入推移千斤頂桿腔,由于桿腔面積比缸腔小,產(chǎn)生的向后的推力比向前的推力小,活塞桿會(huì)伸出,帶動(dòng)支架實(shí)現(xiàn)推溜動(dòng)作。

1.2 成組定量推進(jìn)

控制閥打向成組推溜位置,高壓乳化液通過(guò)14,到達(dá)定量缸下腔接口12,推動(dòng)定量缸內(nèi)的活塞移動(dòng),定量缸的上腔內(nèi)乳化液從定量缸上腔出來(lái)進(jìn)入交替單向閥接口10,由于鋼珠的作用向11去的通路封閉,乳化液從9接口出來(lái)通過(guò)差動(dòng)閥,由于單向閥的作用,高壓液只能流向7和8,這時(shí)的動(dòng)作同單獨(dú)推溜相同,實(shí)現(xiàn)支架的推溜。由于定量缸內(nèi)所能容納的介質(zhì)體積一定,從而使得推溜的步距一定;控制閥打向成組充液位置,高壓乳化液達(dá)到11,將鋼球推向9,封閉住通路,乳化液通過(guò)10進(jìn)入定量缸實(shí)現(xiàn)對(duì)定量缸的充液。由于成組推溜與成組充液同時(shí)并聯(lián)10～20組,從而實(shí)現(xiàn)10～20組的定量推溜和充液。

2 成組定量推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用

在保證采煤機(jī)體積小、功率高的前提下減小滾筒截深,降低截割力矩。為不影響生產(chǎn)效率,降低井下工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,不是每次割煤后都移架,而是采用截割2次后整體移架1次的采煤工藝,這就需要每次推移步距要定量。另外,為提高生產(chǎn)效率,降低工人操作控制閥的次數(shù),提高推溜鏟煤效果,要求1個(gè)支架能夠控制1組支架(20架或30架不等)。

為滿(mǎn)足這種工藝要求,將成組定量推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用于ZY2600/6.5/16型掩護(hù)式液壓支架上,控制方式采用液壓鄰架先導(dǎo)控制與成組定量控制相結(jié)合,平均移架速度9s/架,移架操作方便。

工作面采用ZY2600/6.5/16型支架支護(hù)頂板。初采時(shí)截深0.45m,推2次溜移1次架。采煤機(jī)第1循環(huán)割煤,新暴露的頂板如完整,無(wú)特殊地質(zhì)構(gòu)造,且支架梁端距不大于0.7m時(shí),可以不移架。當(dāng)采煤機(jī)進(jìn)行第2次割煤時(shí),采用跟機(jī)移架的方式,對(duì)新暴露頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù),支架滯后采煤機(jī)后滾筒2～3架帶壓擦頂移架。

如出現(xiàn)頂板破碎時(shí),超前拉架,對(duì)割煤新暴露的頂板進(jìn)行支護(hù),確保支架梁端距不大于0.4m。正常情況下采煤機(jī)割煤1刀移架1次、推溜1次,即割煤—移架—推溜,使用成組定量推進(jìn)技術(shù),移架步距與截深相同。

經(jīng)過(guò)2009年2月至7月、11月至12月,2個(gè)階段在兗礦集團(tuán)公司楊村煤礦2個(gè)工作面進(jìn)行驗(yàn)證,均達(dá)到了預(yù)想的要求。

3 結(jié)論

通過(guò)工業(yè)試驗(yàn),成組定量推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了支架的成組推進(jìn)和定量推進(jìn)2大功能,滿(mǎn)足了含硫化鐵硬夾矸薄煤層綜采工藝對(duì)于支架的功能要求,達(dá)到了預(yù)想的設(shè)計(jì)要求,解決了含硬夾矸薄煤層綜采難題,該系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整定量缸的行程,可以實(shí)現(xiàn)不同的推進(jìn)步距。

[責(zé)任編輯:王興庫(kù)]

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TD355.41

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100626225(2010)0420093202

2010-01-21

趙 峰(1977-),男,山東鄒城人,工程師,從事支架設(shè)計(jì)工作。