首套國產(chǎn)刨煤機(jī)滑靴的型式改進(jìn)與應(yīng)用

摘 要:本文介紹了首套國產(chǎn)刨煤機(jī)組在井下的應(yīng)用情況，針對(duì)滑靴的型式存在的弊病進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的滑靴適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠。通過此項(xiàng)改造工作，有效避免了井下生產(chǎn)中斷的影響及刨煤機(jī)部件、配件的損壞。

關(guān)鍵詞:刨煤機(jī) 滑靴 改進(jìn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào):TD42\t\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A\t\t\t文章編號(hào):1672-3791(2011)10(a)-0025-02

鐵煤集團(tuán)曉明礦N2419工作面是該礦的第一個(gè)刨煤面，所使用的設(shè)備為三一重裝研制的首套國產(chǎn)刨煤機(jī)組。該刨煤面于2010年11月開始投產(chǎn)，所配套的刨煤機(jī)組由鐵煤集團(tuán)與三一重裝合作研發(fā)。在研制過程中，使刨煤機(jī)組力求達(dá)到德國DBT公司刨煤機(jī)組同等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，更著重于安全生產(chǎn)及簡化操作、易于維護(hù)。在地面及井下實(shí)際生產(chǎn)(N2419刨煤工作面的回采)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，包括地面研發(fā)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)型式以及在實(shí)際生產(chǎn)中暴露出的機(jī)尾過渡槽臥底量不足、端頭支護(hù)、推移不可靠等方面，其中滑靴的型式是很重要的一項(xiàng)。在井下生產(chǎn)時(shí)，因刨煤機(jī)滑靴損壞，而造成生產(chǎn)中斷的問題特別突出，為此對(duì)滑靴的型式進(jìn)行了改進(jìn)，使該套國產(chǎn)全自動(dòng)刨煤機(jī)組更加適應(yīng)薄煤層工作面的回采。

1 國產(chǎn)刨煤機(jī)組的應(yīng)用前景

鐵能公司的礦區(qū)已探明工業(yè)儲(chǔ)量22.59億噸，占遼寧省煤炭總儲(chǔ)量1/3多，但其中有26％為薄煤層。過去用傳統(tǒng)的方式開采，難度大、產(chǎn)量低，加上薄煤層工作面回采空間小，工作條件惡劣，因此多年來薄煤層工作面只能被暫時(shí)放棄，成為困擾集團(tuán)公司各礦的一大技術(shù)難題。但隨著采掘機(jī)械回采能力的不斷加大，曉明礦乃至集團(tuán)公司剩余儲(chǔ)量中，厚煤層的儲(chǔ)量越來越少，而煤層厚度在1.3m以下的薄煤層工作面的比重也越來越大。這些薄煤層工作面如果不能得到有效開采，必然會(huì)造成資源浪費(fèi)，也縮短了礦井的服務(wù)年限，影響了整個(gè)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

集團(tuán)公司于2000年首次引進(jìn)德國DBT全自動(dòng)刨煤機(jī)組。該套設(shè)備于當(dāng)年11月份在鐵能公司小青礦投產(chǎn)，該面共出煤21.59萬噸，標(biāo)志著全自動(dòng)刨煤機(jī)組在集團(tuán)公司成功的應(yīng)用。以后又相繼引進(jìn)三套德國DBT全自動(dòng)刨煤機(jī)組，分別在小青礦、大明礦、曉南礦使用，從此進(jìn)入集團(tuán)公司薄煤層工作面應(yīng)用全自動(dòng)刨煤機(jī)組的成熟階段。為振興民族工業(yè)，集團(tuán)公司與三一重裝合作研發(fā)了國產(chǎn)首套全自動(dòng)刨煤機(jī)組，并于2010年年末在曉明礦N2419工作面進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。經(jīng)過地面及井下對(duì)設(shè)備的不斷改進(jìn)與完善，成功出煤13.3萬噸，該面已于2011年3月初已開始撤出。目前國內(nèi)新疆、內(nèi)蒙、山西等地區(qū)的薄煤層儲(chǔ)量都很豐富，薄煤層開采的前景極為廣闊。

2 工作面情況

2.1 工作面地質(zhì)概況

工作面切眼長度159m，走向長度472m，煤層厚度1.3m～1.4m，煤層傾角3°～5°，煤質(zhì)硬度f<3，局部夾矸，矸石厚度小于300mm，矸石硬度f<4，上順槽尺寸(寬×高)5200mm×2800mm，下順槽尺寸(寬×高)4500mm×2500mm。工作面內(nèi)煤層整體呈單斜構(gòu)造，煤層傾向25°，煤層傾角在3°～5°之間，平均為4°;煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，煤層厚度由北向南逐漸變薄。

2.2 刨煤機(jī)組成套設(shè)備選型

(1)根據(jù)N2419工作面地質(zhì)條件，該工作面設(shè)備選型見表1。

(2)刨煤機(jī)組部分，其技術(shù)參數(shù)見表2?！?/p>

3 刨煤機(jī)滑靴的改進(jìn)

3.1 原刨煤機(jī)滑靴的使用狀況

N2419工作面于2010年11月5日開始正式生產(chǎn)，生產(chǎn)期間滑靴損壞事故頻繁，開采該工作面滑靴共損壞6次，并因此造成3次刨鏈接鏈環(huán)斷鏈?zhǔn)鹿始?次牽引組件損壞，給生產(chǎn)帶來了極大損失，滑靴損壞情況見表3。

3.2 滑靴損壞原因分析及改進(jìn)方案

刨煤機(jī)的滑靴有左右滑靴各一個(gè)，分別布置在刨頭左右兩端，與刨道配合，其牽引導(dǎo)向及運(yùn)行中的支撐作用，其配合型式見圖1。刨煤機(jī)的運(yùn)行是靠∮38×137刨鏈來牽引的，因刨道導(dǎo)向板配合時(shí)存在一定錯(cuò)差，最大可達(dá)10mm以上，且刨頭的牽引速度比較高(0～3m/s)，實(shí)際生產(chǎn)中最高可達(dá)1.6m/s，所以刨煤機(jī)的滑靴常處于沖擊、碰撞狀態(tài)，而原設(shè)計(jì)的滑靴過渡倒角比較小，而且強(qiáng)度比較低，故滑動(dòng)受力后極易損壞。

2月20日經(jīng)過研究，重新改造了一對(duì)左右滑靴并安裝在主機(jī)上。主要方案是對(duì)左右端過渡倒角加大(>10mm)，且將前后端近似直角部分改造成圓弧形狀，以保證刨頭運(yùn)行順利，不受卡阻，并用δ20mm高強(qiáng)板進(jìn)行主體(滑靴外側(cè)構(gòu)件)補(bǔ)強(qiáng)，改造前后對(duì)照如圖2。至3月20日設(shè)備回撤前，滑靴未出現(xiàn)任何異常。

3.3 刨煤機(jī)其它附屬部分的改造

(1)將破碎機(jī)張緊裝置操縱閥護(hù)罩設(shè)計(jì)為多個(gè)角度保護(hù)。

(2)運(yùn)輸機(jī)頭機(jī)尾推移滑板對(duì)口螺栓強(qiáng)度加強(qiáng)，由M30螺栓改為M36螺栓，且設(shè)穩(wěn)釘。

(3)端頭支架推移部進(jìn)行改造，連接位置適應(yīng)性強(qiáng)，使安裝型式更完善。

(4)在運(yùn)輸機(jī)頭過渡槽增設(shè)兩節(jié)可拆卸式的運(yùn)行軌道，保證處理刨頭故障時(shí)可以快速的進(jìn)行拆卸。

(5)支架立柱底部固定方式由壓銷式改為壓板式。

(6)推移千斤頂位移傳感器接口由老塘側(cè)移至前端。

(7)支架頂梁前端噴嘴上加護(hù)板(原設(shè)計(jì)噴嘴突出頂梁端面)。

(8)支架各部件起吊孔設(shè)計(jì)為掛接方便型式，安全可靠。

4 應(yīng)用情況

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采場(chǎng)條件，試驗(yàn)期間調(diào)整刨煤機(jī)的不同參數(shù)，目前已經(jīng)達(dá)到最佳的截深和刨頭牽引速度的匹配，上行和下行的速度和截深分別1.6m/s，55mm和1.0m/s，30mm，一個(gè)循環(huán)總截深為85mm，從日推進(jìn)1.2m、1.5m、2.5m、3.5m、4.9m，到日推進(jìn)8.6m，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

2010年11月1日11時(shí)1分，在N2419工作面開始采第一刀煤。11月5日正式回采出煤，采用“三八”制(一天三班，一班檢修，兩個(gè)班生產(chǎn)，每班八小時(shí))組織生產(chǎn)，截止3月5日，已經(jīng)累計(jì)推進(jìn)390m，生產(chǎn)原煤14.3萬噸，實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)為68天。最高日推進(jìn)8.6m，最高日產(chǎn)量3163.5t(只兩個(gè)小班生產(chǎn))。

5 結(jié)語與經(jīng)濟(jì)效益分析

通過對(duì)刨煤機(jī)滑靴的型式改進(jìn)，保證刨煤機(jī)的可靠運(yùn)行，使N2419工作面得以順利開采，為刨煤機(jī)的應(yīng)用提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

N2419工作面開采過程中，滑靴損壞事故共造成8個(gè)滑靴和一套牽引組件報(bào)廢，總價(jià)值為13萬元，三個(gè)月的生產(chǎn)時(shí)間，共造成生產(chǎn)中斷40.8小時(shí)。通過滑靴型式改進(jìn)后，避免相應(yīng)部件的損失，而且每年可減少生產(chǎn)中斷至少5天。

去年曉明礦煤炭銷售利潤為55元/噸，平均每天生產(chǎn)原煤3000t，而每天的設(shè)備租賃費(fèi)用約為5萬元，則該項(xiàng)的年效益(含避免部件損壞的費(fèi)用)可達(dá):

Q=(55×3000＋50000)×5＋130000=120.5萬元

參考文獻(xiàn)

[1]\t鄭志峰.礦井故障處理和技術(shù)改造(修訂版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.