褚福民

【摘 要】隨著機(jī)械工業(yè)的不斷進(jìn)步，我國(guó)綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備不斷地產(chǎn)生、改進(jìn)并升級(jí)，而且綜掘設(shè)備的適應(yīng)范圍也不斷擴(kuò)展。目前采煤技術(shù)及采煤核心裝備的升級(jí)，傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式已無(wú)法滿足礦井回采的需要。因此改進(jìn)煤礦綜合掘進(jìn)機(jī)械是勢(shì)在必行的。

【關(guān)鍵詞】煤礦；綜合掘進(jìn)機(jī)械；選型；改造

根據(jù)各煤礦、各采區(qū)，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(shè)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。

1.綜掘機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用

綜掘機(jī)由履帶式行走部上的回轉(zhuǎn)角支撐著槽軸式懸臂切割機(jī)構(gòu)，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液壓油缸操作，刮板輸送機(jī)裝運(yùn)，具有自行切割、裝運(yùn)、行走的功能，主要由橫軸懸臂切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)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(jī)在礦井8煤層工作面使用情況做以分析：

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(jiān)硬、穩(wěn)定，底板為深灰色粉沙巖，厚4.3m，堅(jiān)硬。②地質(zhì)構(gòu)造情況。工作面地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，存在斷層和無(wú)炭柱，構(gòu)造少，影響極小。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02。和K2灰?guī)r，分別位于102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(jì)正常涌水量為150～200m3/h。④運(yùn)輸方式。采用EBZ-90型綜掘機(jī)裝煤，配合SDJ-800型膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。⑤EBZ-90綜掘機(jī)使用后的效果。架棚支護(hù)使用EBZ-90型綜掘機(jī)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(jī)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(jī)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(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(duì)頂幫的破壞。

2.綜掘機(jī)械的選型

綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面和采煤工作面的運(yùn)用是現(xiàn)代化高產(chǎn)、高效礦井的標(biāo)志。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(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。同時(shí)，采煤、掘進(jìn)工作面設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)、配套、使用和科學(xué)的管理是工作面高產(chǎn)、高效的保證。首先，選型原則。綜掘機(jī)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，同時(shí)綜掘機(jī)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。另外生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)必須參照國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面輔助系統(tǒng)，應(yīng)以工作面生產(chǎn)能力的1.2倍為基數(shù)。綜掘機(jī)械成套設(shè)備應(yīng)滿足快速掘進(jìn)工藝的要求。所選綜掘機(jī)型號(hào)應(yīng)滿足施工點(diǎn)地質(zhì)條件，比如說(shuō)巷道寬度、面積，坡度，巖石硬度、抗壓性，巷道支護(hù)方式等等。其次，掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)要求。①掘進(jìn)機(jī)的支護(hù)系統(tǒng)與切割系統(tǒng)互不干涉，刮扳機(jī)與裝載機(jī)構(gòu)分開(kāi)控制，避免裝載機(jī)構(gòu)和刮板運(yùn)輸負(fù)荷過(guò)大造成死機(jī)現(xiàn)象，錨桿動(dòng)力源與主油泵電源，實(shí)現(xiàn)單元設(shè)計(jì)。裝載機(jī)載液壓錨桿機(jī)，掘出頂板即可及時(shí)支護(hù)，實(shí)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(jī)械。②掘進(jìn)機(jī)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(jī)構(gòu)用三爪轉(zhuǎn)盤(pán)，單獨(dú)逐個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)。為解決液壓油的起熱現(xiàn)象，在掘進(jìn)機(jī)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。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(jī)。截割頭采用國(guó)際一流技術(shù)，設(shè)計(jì)單刀力大，截齒布置合理，破巖過(guò)斷層能力強(qiáng)。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(dòng)故障診斷和動(dòng)作檢測(cè)、過(guò)流、過(guò)載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過(guò)壓和先導(dǎo)誤動(dòng)作的控制系統(tǒng)，可顯示控制電機(jī)負(fù)荷、運(yùn)行狀態(tài)、故障情況、啟動(dòng)器系統(tǒng)自控和主控箱溫度等，便于檢修和查找處理問(wèn)題。另外，安全方面，必須有預(yù)警報(bào)裝置和照明照明裝置，及機(jī)載式瓦斯斷電儀。另外綜掘機(jī)上還必須具備內(nèi)外噴霧裝置，掘進(jìn)機(jī)兩側(cè)必須有急停按鈕等安全保護(hù)設(shè)施。最后，綜掘機(jī)效率。綜掘機(jī)械的“二運(yùn)系統(tǒng)”如能采用雙面運(yùn)輸膠帶機(jī)，可以減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，支護(hù)材料也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化運(yùn)輸。購(gòu)置半煤巖掘進(jìn)機(jī)，可以實(shí)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(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)械鉆進(jìn)、截割、裝運(yùn)、降塵、支護(hù)一體化，就能夠提高掘進(jìn)效率，實(shí)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(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成，進(jìn)而保證整個(gè)礦井的高產(chǎn)高效?？蛇x配獨(dú)立的錨桿動(dòng)力接口單元，為錨桿鉆機(jī)提供動(dòng)力，提高錨固作業(yè)效率。

3.改進(jìn)技術(shù)

實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，綜掘機(jī)的缺陷主要表現(xiàn)在爬坡能力、液壓系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、水冷卻系統(tǒng)、切割效率等方面。有研究表明：改進(jìn)行走減速器構(gòu)造、加大行走馬達(dá)功率、增大行走油泵的流量和增加向上推移油缸等措施來(lái)提高掘進(jìn)機(jī)的爬坡能力。例如，由于EBZ-90綜掘機(jī)的穩(wěn)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(qiáng)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(dá)到4MPa，相對(duì)來(lái)講增加了掘進(jìn)機(jī)的重量，使EBZ-90半煤巖綜掘機(jī)的穩(wěn)定性得到了大大提高。目前大部分掘進(jìn)機(jī)的液壓系統(tǒng)大多采用定量泵和多回路換向閥的形式，使用該系統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)工作室能量損失大、系統(tǒng)發(fā)熱量大、封閉元件易老化，這些問(wèn)題則可以將液壓系統(tǒng)改為負(fù)載敏感變量泵和負(fù)載敏感多比例多回路換向閥形式得到解決。部分機(jī)型的水冷卻系統(tǒng)由于分支較多，而導(dǎo)致冷卻效果不佳，可以具體的結(jié)合所選機(jī)型進(jìn)行有針對(duì)性的改造。例如，針對(duì)淮南礦防塵水及運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際情況，在EBZ-90綜掘機(jī)水路系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)EBZ-90半煤巖綜掘機(jī)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(jī)免受強(qiáng)壓水的沖擊。②將分水三通改為配水閥，便于動(dòng)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(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(jī)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。

總之，隨著綜掘機(jī)在礦礦井中的應(yīng)用，掘進(jìn)速度明顯加快。綜掘機(jī)是綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面內(nèi)最重要的機(jī)械設(shè)備。綜掘機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是實(shí)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，有利于合理選擇綜掘機(jī)型號(hào)，而對(duì)綜掘機(jī)的構(gòu)造結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕l件加以改進(jìn)和改良，才能發(fā)揮綜掘工作面的最大生產(chǎn)能力及實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。為礦井的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)夯實(shí)了基礎(chǔ)，也為礦山的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展攢足了后勁，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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