趙 擎

(大同煤礦集團 宏泰礦山工程建設(shè)有限責任公司，山西 大同 037003)

0 引 言

在眾多掘進設(shè)備中，掘進機屬于一種大型設(shè)備，由于各個煤礦地質(zhì)條件有差異，受井下地質(zhì)條件影響，一旦掘進機設(shè)備自身結(jié)構(gòu)設(shè)計不適宜，極易出現(xiàn)一些故障，因此對掘進機設(shè)備結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化改進，是確保掘進工作效率不受影響，為煤礦企業(yè)贏得更好經(jīng)濟效益的有效途徑。

1 EBZ230掘進機故障分析及技改探討

EBZ230掘進機設(shè)備是潤聯(lián)機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的巷道掘進設(shè)備，可用在硬度較高的煤巷、半煤巷以及巖巷掘進施工中，可以連續(xù)截割作業(yè)，確保裝載作業(yè)以及運輸作業(yè)的連續(xù)性。該型號掘進設(shè)備縱向工作坡度可達18°，掘進機設(shè)備中含有截割部件、鏟板部件、運輸部件、本體部件、行走部件以及液壓部件等。EBZ230掘進機設(shè)備總重量達72 t，掘進機機身長度值超過了10 m，掘進機高度值超過1.7 m，截割作業(yè)時最大截割寬度值5.7 m，截割最大高度值可達4.5 m，截割強度最大值達到100 MPa，供電電壓值為AC1140V，采用的噴霧方式屬于內(nèi)外噴霧形式，裝載方式屬于星形扒爪裝載方式[1]。

1.1 星形輪變形

EBZ230掘進機星形輪部件由于長時間受到外部壓力影響，導致這一部件常出現(xiàn)變形，出現(xiàn)變形時，大部分情況下都是通過氧焊方式對星形輪進行加熱處理和修整，使星形輪變形結(jié)構(gòu)復(fù)原。但修整處理后很快又會發(fā)生變形，嚴重影響到巷道掘進作業(yè)。

結(jié)合經(jīng)驗分析，EBZ230掘進機星形輪部件在出廠時和鏟板部件間距相對大，尤其是在星形輪部件運行至刮板輸送設(shè)備上方位置處，此時星形輪部件中的部分區(qū)域便處在懸空狀態(tài)，如此導致星形輪上巖石顆粒形成擠壓及打砸，導致星形輪部件發(fā)生變形，使星形輪出現(xiàn)卡頓，無法正常運轉(zhuǎn)。

1.2 星形輪技改措施

(1) 方案1。針對由于體積相對大的煤塊打砸或者擠壓造成的星型輪變形問題，如果使星形輪部件尺寸減小，增大星形輪部件自身厚度值，則能有效改善星形輪部件變形。試驗時，將星形輪部件半徑減少了70 mm左右，此時星形部件的效率依舊能夠滿足掘進作業(yè)要求，將星形輪部件厚度值由50 mm增加值60 mm。進行實際測試發(fā)現(xiàn)，星形輪部件在鏟板上部的外漏長度達到了260 mm，雖然通過縮小半徑該方式能夠使變形減輕，不過無法從根本上解決問題。

(2) 方案2。通過實踐分析，星形輪部件出現(xiàn)變形根本原因是由于星形輪部件在運轉(zhuǎn)至鏟板結(jié)構(gòu)上方位置處失去了支撐，導致星形輪部件受到體積相對大的煤體或者巖體打砸或者擠壓作用而出現(xiàn)變形。想要從根本上解決問題，經(jīng)過論證，在輸送機設(shè)備的溜槽結(jié)構(gòu)上方設(shè)置相應(yīng)的托架結(jié)構(gòu)能夠有效的對星形輪起支撐作用，所設(shè)計支架結(jié)構(gòu)為鋼板厚度20 mm材料焊接而成，在托架上部鉆孔，和溜槽結(jié)構(gòu)的上沿部位固定一起，托架結(jié)構(gòu)的上平面與下平面和溜槽上沿夾角與鏟板夾角保持相同，把設(shè)計的托架結(jié)構(gòu)置于鏟板與溜槽結(jié)構(gòu)中間部位，確保有效支撐星形輪部件，從而避免其發(fā)生變形[2]。鏟板結(jié)構(gòu)和溜槽結(jié)構(gòu)示意圖與托架結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 鏟板結(jié)構(gòu)和溜槽結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 托架結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 除塵風機裝置堵塞問題

EBZ230掘進機風機裝置所對應(yīng)的吸風口位置相對較低，和地面位置距離值大約在50 cm左右，同時還設(shè)置在鏟板結(jié)構(gòu)后面位置處。實際掘進鏟煤及推煤作業(yè)時，煤體極易由鏟板中溢出，導致除塵風機裝置極易堵塞，除塵作用無法有效發(fā)揮實施，對井下作業(yè)環(huán)境影響不利。

1.4 除塵風機裝置堵塞技改措施

通過對EBZ230掘進機設(shè)除塵風機裝置堵塞問題分析，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，組織技術(shù)人員增高加粗EBZ230掘進機設(shè)除塵風機裝置的除塵口位置，并采取下列優(yōu)化改進措施：

(1) 將除塵風機的除塵口位置處設(shè)置上蓋板，避免大粒徑煤巖顆粒進入，由于之前吸風口位置較低，因此，將之前吸風口封堵。

(2) 把12吋水管焊接成彎頭形狀，在其前部位置設(shè)置規(guī)格為20×20 mm的直徑為3 mm鋼絲金屬網(wǎng)，避免體積較大的煤體落入吸風口中，彎頭的朝向設(shè)置為面向作業(yè)面，在水管底座部位焊接上法蘭部件，與風道相互連接。

(3) 風道部件的上方位置，避開截割臂部件以及風道過濾網(wǎng)部件，開尺寸為φ325 mm孔，同時在其周圍開相應(yīng)的法蘭孔。

(4) 使吸風管法蘭部件和風道口相連接。吸風口設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 設(shè)計的吸風口結(jié)構(gòu)示意圖

(5) 通過技改有效解決除塵風機裝置之前吸風口位置過低的問題，防止了風機裝置堵塞發(fā)生，有效減少了作業(yè)面位置處浮塵濃度，節(jié)約了維修時間。

1.5 設(shè)備轉(zhuǎn)載運輸裝置跑偏問題

EBZ230掘進機轉(zhuǎn)載裝置主要是由滾筒驅(qū)動部件進行驅(qū)動運行，轉(zhuǎn)載裝置會隨機組運動出現(xiàn)一定擺動，掘進作業(yè)中，若是落煤速率或位置出現(xiàn)不均勻，極易導致轉(zhuǎn)載機裝置發(fā)生跑偏，實際調(diào)節(jié)困難較大，出現(xiàn)灑煤問題，導致設(shè)備出現(xiàn)嚴重故障而無法運行。

1.6 轉(zhuǎn)載運輸裝置跑偏技改措施

結(jié)合跑偏原因分析，技術(shù)人員設(shè)置防跑偏托輥部件，轉(zhuǎn)載機裝置中輸送帶梁結(jié)構(gòu)尺寸為50×50 mm方管，在上下兩根梁結(jié)構(gòu)上使用厚度為6 mm的鋼板材料，作為防跑偏托輥的固定部件，其上部固定于機梁結(jié)構(gòu)上，下部則用來固定防跑偏托輥部件，具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。防跑偏托輥部件的控制有效避免了皮帶跑偏問題[3]。

圖4 防跑偏托輥裝置結(jié)構(gòu)示意圖

經(jīng)實踐應(yīng)用，既提升了轉(zhuǎn)載機的開機率也有效緩解了輸送帶磨損，轉(zhuǎn)載機運行成本投入減少，保證了運行連續(xù)性與穩(wěn)定性。

2 應(yīng)用效果

通過技術(shù)改造之后，保障了掘進面采煤設(shè)備整體運行效率得以顯著提升，為設(shè)備連續(xù)、穩(wěn)定運行提供了可靠的保障，今年3月份完成技改后，除了正常的維護停機外，作業(yè)面中的掘進設(shè)備未出現(xiàn)因為上述問題停機現(xiàn)象，確保了掘進施工效率的提升，保障了井下作業(yè)的安全性。

EBZ230掘進機屬于較為先進設(shè)備，維護成本相對高，星形輪部件屬于較易出現(xiàn)故障的部件，據(jù)統(tǒng)計實際掘進中平均每月更換星形輪數(shù)量為4個左右，平均每年需更換約48個，每個星形輪價格為3 000元左右，平均更換每件星形輪部件費用約為14.4萬元。浪費大量工時，導致巷道掘進效率降低。通過技改方案實踐應(yīng)用，平均每兩個月更換星形輪數(shù)量為1個左右，每年更換星形輪部件6個，更換部件所需費用投入1.8萬，僅更換部件一項節(jié)約費用12.6萬元。轉(zhuǎn)載機裝置技改后，開機率從之前不到70%提升至目前90%左右，確保了轉(zhuǎn)載機裝置運行效率有效提升，有效避免了輸送帶磨損，以往轉(zhuǎn)載機裝置輸送帶幾乎每星期均需更換1次，而技改后基本上3個月才需要更換一次，有效降低了更換皮帶成本，同時也減少了維修停機時間，提升了轉(zhuǎn)載機裝置的運行效率。

3 結(jié) 語

掘進機設(shè)備故障會嚴重的影響巷道掘進作業(yè)效率，要確保巷道掘進作業(yè)能順利開展，必須針對掘進機設(shè)備的各類故障問題加以全面分析，結(jié)合井下掘進實際情況，對有問題的裝置進行合理技術(shù)改造，達到確保掘進機設(shè)備穩(wěn)定運行的目標，為井下掘進作業(yè)的順利開展提供有效保障。