張希望

（中國(guó)煤炭機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)-煤炭機(jī)械工業(yè)綜采安撤工程技術(shù)研究中心，遼寧 鐵嶺 112700）

1 概述

1.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

大坡度滑移式掘進(jìn)機(jī)在滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置的掩護(hù)下，在轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載機(jī)上滑動(dòng)，并由轉(zhuǎn)載機(jī)支頂裝置進(jìn)行前移和防止大坡度工作時(shí)下滑，掘進(jìn)機(jī)切割落下的煤料由轉(zhuǎn)載機(jī)收集并轉(zhuǎn)運(yùn)。大坡度滑移式掘進(jìn)機(jī)除具有普通懸臂式掘進(jìn)機(jī)應(yīng)有的特點(diǎn)外，整機(jī)具有以下特點(diǎn)：

1.1.1 鏟板底部大傾角。

1.1.2 整機(jī)采用軌道自移式移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)大坡度掘進(jìn)，穩(wěn)定性好。

1.1.3 配備具有滑道的40T 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，運(yùn)輸能力大，穩(wěn)定性高。

1.1.4 可與滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置等配套使用于擴(kuò)安一體化工藝中，節(jié)省支護(hù)材料，縮短擴(kuò)幫工期。

1.2 主要用途及適用范圍

該機(jī)主要用于煤巖硬度≤f7.5、坡度≤30°的煤巷、半煤巖巷以及軟巖的巷道、隧道快速掘進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)截割、裝載、運(yùn)輸作業(yè)，還可與滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置、防爆電機(jī)齒軌機(jī)車(chē)、安裝叉車(chē)配套使用于擴(kuò)安一體化工藝中。

2 技術(shù)特征

整機(jī)參數(shù)：

（1）總體長(zhǎng)度(m)： 22.5；

（2）總體寬度(m)： 3.95；

（3）總體高度(m)： 2.2；

（4）總重(t)： 45；

（5）截割寬度(m)： 5.16；

（6）截割高度(m)： 5.93；

（7）定位截割面積(m2)： 30；

（8）截割臥底深度(m)： 0.9；

（9）裝載能力(m3/min)： 3.4；（10）輸送能力(t/h)： 150；

（11）截割硬度(MPa)： ≤75；

（12）裝機(jī)總功率(kW)： 265；

（13）液壓系統(tǒng)額定壓力(MPa)： 24；

（14）截割電機(jī)功率(kW)： 135；

（15）油泵電機(jī)功率(kW)： 90；

（16）刮板輸送機(jī)電機(jī)功率(kW)： 40；

（17）供電電壓（V）： AC1140，50Hz；

（18）行走方式： 推移油缸滑道自移式。

3 主要結(jié)構(gòu)與工作原理

3.1 總體結(jié)構(gòu)及工作原理

本掘進(jìn)機(jī)由截割部、鏟板部、運(yùn)輸部、本體部、自移行走部、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。整個(gè)掘進(jìn)作業(yè)除煤巖截割采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其余動(dòng)作均由液壓泵帶動(dòng)液壓執(zhí)行元件來(lái)完成。掘進(jìn)機(jī)的截割頭由截割電機(jī)經(jīng)過(guò)二級(jí)行星減速器驅(qū)動(dòng)進(jìn)行截割作業(yè)，油缸控制截割臂的升降與回轉(zhuǎn)，推拉油缸由液壓泵驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給作業(yè)。機(jī)器作業(yè)時(shí)的支撐和進(jìn)給由固定在滑移式的刮板輸送機(jī)上的推拉油缸完成，由馬達(dá)帶動(dòng)弧形三齒星輪式耙爪裝載截割后的落煤，具有滑道的40T 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)完成截割煤的運(yùn)輸。液壓系統(tǒng)的冷卻噴霧系統(tǒng)的除塵由液壓馬達(dá)帶動(dòng)水泵進(jìn)行。

3.2 主要部件的結(jié)構(gòu)

3.2.1 截割部

截割頭、截割臂、截割減速機(jī)、截割電機(jī)等組成截割部。截割臂與截割減速箱聯(lián)接、截割減速箱與電機(jī)箱體聯(lián)接處的螺栓連接扭矩為1240N·m。

3.2.2 鏟板部

主鏟板、側(cè)鏟板、鏟板驅(qū)動(dòng)裝置、從動(dòng)輪裝置等組成鏟板部。通過(guò)兩個(gè)液壓馬達(dá)帶動(dòng)弧形三齒星輪，把截割下來(lái)的物料裝到刮板輸送機(jī)內(nèi)。見(jiàn)圖1。

圖1 鏟板部

3.2.3 運(yùn)輸部

運(yùn)輸部是具有滑道的40T 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。由前溜槽、后溜槽、推拉裝置、斜拉裝置、滑靴裝置、支頂裝置、溜槽架、電機(jī)減速機(jī)、刮板鏈等組成。滑靴裝置與支頂裝置配合實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸部的相對(duì)固定，斜拉裝置通過(guò)油缸可以實(shí)現(xiàn)不同巷道條件的支頂，運(yùn)輸部在推拉裝置的作用下實(shí)現(xiàn)整機(jī)的移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置見(jiàn)圖2，運(yùn)輸部見(jiàn)圖3。

圖2 驅(qū)動(dòng)裝置

圖3 運(yùn)輸部

3.2.4 本體部

本體部由本體部底座、連接方箱、前罩組件、油箱組件、后罩組件、水過(guò)濾器組件、推移油缸等組成。本體部見(jiàn)圖4。

圖4 本體部

3.2.5 行走部

行走部主要由推移油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在刮板輸送機(jī)上的行走。焊接在掘進(jìn)機(jī)底部的耐磨凹槽滑道與刮板輸送機(jī)的凸滑道相互咬合，兩者之間采用滑動(dòng)摩擦，通過(guò)兩端分別固定在掘進(jìn)機(jī)和刮板輸送機(jī)上的推移油缸的伸縮實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在刮板輸送機(jī)上的相對(duì)移動(dòng)?；朗疽庖?jiàn)圖5。這種滑移結(jié)構(gòu)克服了履帶復(fù)雜結(jié)構(gòu)的弊端，能夠?qū)崿F(xiàn)大坡度的掘進(jìn)，且保證了掘進(jìn)機(jī)與刮板輸送機(jī)的相對(duì)固定位置，便于安裝和拆解。

圖5 自移滑道圖

3.3 液壓系統(tǒng)組成

本機(jī)的液壓系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)式回路系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)是由油缸、馬達(dá)、操縱臺(tái)、油箱、泵站以及相互聯(lián)接的油管等組成。

3.3.1 液壓系統(tǒng)的功能

（1）推拉油缸驅(qū)動(dòng)；

（2）星輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；

（3）運(yùn)輸部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；

（4）內(nèi)噴霧泵馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；

（5）截割頭的上、下、左、右擺動(dòng)；

（6）鏟板的升降。

3.3.2 油泵、液壓馬達(dá)和油缸

系統(tǒng)由風(fēng)冷電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)變量泵輸出的壓力油，分別供給一個(gè)八聯(lián)操作手柄和一個(gè)四向航空操作手柄。其中，八聯(lián)操作手柄分別控制：左耙爪馬達(dá)、右耙爪馬達(dá)、鏟板升降、推移油缸，其余為備用。其中左耙爪馬達(dá)、右耙爪馬達(dá)控制方式均帶自鎖功能，其余功能控制方式均為手動(dòng)彈簧復(fù)位式；四向航空操作手柄用于實(shí)現(xiàn)截割部的升降油缸的伸縮、回轉(zhuǎn)油缸的伸縮。

3.3.3 操縱臺(tái)

操縱臺(tái)上裝有手動(dòng)先導(dǎo)閥、水系統(tǒng)操作閥、1 組八聯(lián)操作閥、四向航空操作手柄、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型監(jiān)控分站，通過(guò)操作液壓手柄完成各油缸及液壓馬達(dá)的動(dòng)作。

3.3.4 油缸和馬達(dá)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)

液壓系統(tǒng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)功能來(lái)防止油缸和馬達(dá)過(guò)負(fù)荷而造成的損壞。

3.4 水系統(tǒng)

水系統(tǒng)是利用流動(dòng)的冷卻水經(jīng)過(guò)發(fā)熱元件，通過(guò)熱交換帶走一定熱量后經(jīng)噴嘴霧化灑向截割部工作空間，起到降低工作面粉塵的作用，具有降塵、冷卻功能。

3.5 電氣系統(tǒng)

電控部分工作原理：電控部分由掘進(jìn)機(jī)用隔爆兼本質(zhì)安全型電控箱、礦用液壓泵站保護(hù)裝置（PLC 控制箱、各種傳感器）、電鈴等組成。電控箱送電后，系統(tǒng)進(jìn)行自檢，電控保護(hù)部分無(wú)故障后，前照明燈亮。設(shè)備準(zhǔn)備啟動(dòng)，按PLC 控制箱啟動(dòng)按鈕，發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警“將要啟動(dòng)，注意安全”。延時(shí)5 秒（可調(diào)）后，泵站電機(jī)回路啟動(dòng)，后照明燈亮。然后按截割部啟動(dòng)按鈕，第二回路截割部電機(jī)啟動(dòng)，第一回路和第二回路閉鎖，只有第一回路啟動(dòng)后，第二回路才能啟動(dòng)。設(shè)備尾部裝有急停按鈕，緊急情況按下急停按鈕可緊急停機(jī)。

礦用液壓泵站保護(hù)裝置工作原理：PLC 控制箱送電后，系統(tǒng)檢測(cè)油位、油溫和周?chē)h(huán)境中瓦斯?jié)舛?。檢測(cè)到故障時(shí)，PLC 控制箱會(huì)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，設(shè)備不能啟動(dòng)。

4 各部的安裝與調(diào)整

4.1 解體要求

掘進(jìn)機(jī)如果不能整體下井，則應(yīng)在地面上先將它解體，做好標(biāo)記后再運(yùn)到井下。井筒的尺寸、巷道的尺寸以及提升設(shè)備的安全提升負(fù)載等多種因素決定可以將掘進(jìn)機(jī)解體成幾部分。

4.2 向井下運(yùn)輸順序及要求

4.2.1 運(yùn)輸順序：一般情況下，按下列順序分解和向井下運(yùn)輸（表1，2）。

表1 下井分解及運(yùn)輸順序表

表2 各部分運(yùn)輸參數(shù)表

注意：運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)保證各部件的拆卸方向和運(yùn)輸方向盡量保持一致，防止反向運(yùn)輸給安裝帶來(lái)不便。

4.2.2 運(yùn)輸要求

大坡度滑移式掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸可參照懸臂式掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)輸要求。

4.3 在井下的裝配方法

組裝好后的掘進(jìn)機(jī)長(zhǎng)度約22.5 米，所以組裝區(qū)的長(zhǎng)度要求為掘進(jìn)機(jī)自身長(zhǎng)度加上10 米，以便安裝時(shí)在各部件的前后端留出一定的空間。裝配順序與所述分解順序相反。

5 結(jié)論

大坡度滑移式掘進(jìn)機(jī)的研制與應(yīng)用，可解決現(xiàn)有履帶式行走掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)坡度受限，在大坡度掘進(jìn)時(shí)需打眼放炮造成人員傷亡等問(wèn)題；還可與滑移式臨時(shí)支護(hù)裝置等配套使用于擴(kuò)安一體化工藝中，節(jié)省單體鋼梁等支護(hù)材料的使用，可有效地縮短工期、減少作業(yè)環(huán)節(jié)與人員投入，保護(hù)生產(chǎn)人員和設(shè)備的安全，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。