成組定量推進系統(tǒng)在硬夾矸薄煤層綜采中的應(yīng)用

趙 峰,劉安鋒,閆葉俊

(兗礦集團有限公司機電設(shè)備制造廠,山東 鄒城 273500)

成組定量推進系統(tǒng)在硬夾矸薄煤層綜采中的應(yīng)用

趙 峰,劉安鋒,閆葉俊

(兗礦集團有限公司機電設(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,兗礦集團不斷探索,通過革新改進液壓支架、采煤機、輸送機及開采工藝,解決了1m以下含硫化鐵硬夾矸薄煤層機械化綜采難題,其中成組定量推進系統(tǒng)首次用于薄煤層液壓支架中,為整個項目的成功發(fā)揮了作用。

成組;定量推進;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達到8～11,大小為100～200mm不等,少數(shù)可達300mm,成為制約薄煤層機械化綜采的主要障礙。兗礦集團經(jīng)過多年的研究考察,不斷探索,通過革新改進薄煤層液壓支架、采煤機、輸送機及開采工藝,終于解決了1m以下含硫化鐵硬夾矸薄煤層的機械化綜采難題,自制研發(fā)了ZY2600/6.5/16型掩護式液壓支架,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 成組定量推進系統(tǒng)的原理

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

圖1 定量推進液壓系統(tǒng)

圖2 定量缸結(jié)構(gòu)

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1.1 單獨控制

控制閥打向單獨拉架位置,高壓乳化液通過1,到達差動閥接口3,通過液控口打開4回路,然后到達接口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出來進入推移千斤頂桿腔,使推移千斤頂收縮,帶動支架實現(xiàn)移架動作,推移千斤頂下腔乳化液一路通過接口4回回路,一路通過交替閥接口9,到10,對定量缸充液,如果定量缸已充滿液,則乳化液只通過4回回路;控制閥打向單獨推溜位置,高壓乳化液通過2,到達差動閥接口4,然后從4到達8,7和9,進入9的乳化液由于鋼珠的作用去往11的通路封閉,只能通過10進入定量缸上腔充液,由于充液已滿,這一路也封閉。到達8的乳化液進入推移千斤頂下腔,同時一部分乳化液通過7進入6,進入推移千斤頂桿腔,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,活塞桿會伸出,帶動支架實現(xiàn)推溜動作。

1.2 成組定量推進

控制閥打向成組推溜位置,高壓乳化液通過14,到達定量缸下腔接口12,推動定量缸內(nèi)的活塞移動,定量缸的上腔內(nèi)乳化液從定量缸上腔出來進入交替單向閥接口10,由于鋼珠的作用向11去的通路封閉,乳化液從9接口出來通過差動閥,由于單向閥的作用,高壓液只能流向7和8,這時的動作同單獨推溜相同,實現(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,高壓乳化液達到11,將鋼球推向9,封閉住通路,乳化液通過10進入定量缸實現(xiàn)對定量缸的充液。由于成組推溜與成組充液同時并聯(lián)10～20組,從而實現(xiàn)10～20組的定量推溜和充液。

2 成組定量推進系統(tǒng)的應(yīng)用

在保證采煤機體積小、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強度,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個支架能夠控制1組支架(20架或30架不等)。

為滿足這種工藝要求,將成組定量推進系統(tǒng)應(yīng)用于ZY2600/6.5/16型掩護式液壓支架上,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型支架支護頂板。初采時截深0.45m,推2次溜移1次架。采煤機第1循環(huán)割煤,新暴露的頂板如完整,無特殊地質(zhì)構(gòu)造,且支架梁端距不大于0.7m時,可以不移架。當(dāng)采煤機進行第2次割煤時,采用跟機移架的方式,對新暴露頂板進行及時支護,支架滯后采煤機后滾筒2～3架帶壓擦頂移架。

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

經(jīng)過2009年2月至7月、11月至12月,2個階段在兗礦集團公司楊村煤礦2個工作面進行驗證,均達到了預(yù)想的要求。

3 結(jié)論

通過工業(yè)試驗,成組定量推進系統(tǒng)的應(yīng)用,實現(xiàn)了支架的成組推進和定量推進2大功能,滿足了含硫化鐵硬夾矸薄煤層綜采工藝對于支架的功能要求,達到了預(yù)想的設(shè)計要求,解決了含硬夾矸薄煤層綜采難題,該系統(tǒng)通過調(diào)整定量缸的行程,可以實現(xiàn)不同的推進步距。

[責(zé)任編輯:王興庫]

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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)計工作。