煤礦掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)改進(jìn)方法探究

宋新喜

(同煤國(guó)電同忻煤礦有限責(zé)任公司)

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煤礦掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)改進(jìn)方法探究

宋新喜

(同煤國(guó)電同忻煤礦有限責(zé)任公司)

摘要掘進(jìn)機(jī)在使用過(guò)程中，如果噴霧系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)使得工作環(huán)境惡劣，影響作業(yè)人員的身體健康。分析了EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存在的問(wèn)題，提出了將水路系統(tǒng)改在懸臂段外側(cè)，安裝固定軸套和旋轉(zhuǎn)軸套，避免靜壓水進(jìn)入懸臂段內(nèi)；為提高密封件使用壽命，增大了接觸面的硬度和光潔度，裝配時(shí)確保軸套軸向間距和旋轉(zhuǎn)密封件的同心度。改進(jìn)后提高了掘進(jìn)機(jī)可靠性，確保了使用效果。

關(guān)鍵詞掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

EBZ-160 型掘進(jìn)機(jī)為懸臂式重型掘進(jìn)機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是截割功率高、可掘巷道斷面大、調(diào)動(dòng)靈活、可靠性強(qiáng)，能很好的滿(mǎn)足煤巷、半煤巖巷及軟巖巷道的連續(xù)掘進(jìn)要求[1]。但是，該掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，噴霧效果較差，主要表現(xiàn)為內(nèi)噴霧易堵塞，甚至出現(xiàn)開(kāi)掘300 m就失效的現(xiàn)象，外噴霧系統(tǒng)則存在壓力低、流量小，噴霧效果不理想等問(wèn)題[2]，導(dǎo)致了掘進(jìn)機(jī)無(wú)法正常使用，因此，需對(duì)其進(jìn)行改造。

1掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)

1.1掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)原理

掘進(jìn)機(jī)的除塵方式有噴霧式和抽出式，本文主要分析噴霧式除塵。噴霧式除塵是利用噴霧嘴將一定壓力的水噴出，噴出的水能夠迅速擴(kuò)散、霧化，空氣中的粉塵會(huì)附著在霧化后的水粒表面沉降下來(lái)，實(shí)現(xiàn)除塵。噴霧式除塵主要有內(nèi)噴霧和外噴霧[3]。

外噴霧噴嘴安裝在采煤機(jī)機(jī)身或者相對(duì)固定的位置，將水向滾筒、截割頭及煤層噴射，噴出的水?dāng)U散并霧化，降低粉塵濃度。外噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)，但是因?yàn)閲娮炀嚯x粉塵源比較遠(yuǎn)，降塵效果較差。

內(nèi)噴霧噴嘴安裝在截割頭上，噴嘴按螺旋線(xiàn)形式分布，壓力水通過(guò)噴嘴射向截齒，降低空氣中粉塵濃度。因?yàn)閲娮彀惭b在截割頭上，距離粉塵源近，噴霧效果好，耗水量少。但是噴嘴容易堵塞，供水管路比較復(fù)雜。

圖1為EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)原理圖。從圖1中可以看出，該噴霧系統(tǒng)由內(nèi)、外系統(tǒng)組成。外來(lái)水通過(guò)一級(jí)過(guò)濾以后，一部分通往噴水架，由霧狀噴嘴直接噴出；另一部分經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾、減壓、冷卻之后又分為兩部分，一部分通過(guò)截割電機(jī)后噴出，冷卻電機(jī)，另一部分通過(guò)水泵加壓后由內(nèi)噴嘴噴出，冷卻截齒和除塵。通常內(nèi)噴霧水壓一般為3 MPa，實(shí)踐和理論研究證明，最佳霧化效果的水壓為2.8 MPa左右[4]。

圖1　掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)原理示意

1.2EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)存在的問(wèn)題

從圖1可以看出，EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧水路從懸臂端內(nèi)部穿過(guò)，到截割頭上的噴嘴噴出，形成霧化效果實(shí)現(xiàn)降塵。為了保證截割主軸的精確性和穩(wěn)定性，一般懸臂內(nèi)部都有兩個(gè)滾動(dòng)軸承支撐主軸，且需定期添加潤(rùn)滑油。由于工作環(huán)境惡劣，密封圈容易失效，引起內(nèi)噴霧系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

(1)如果內(nèi)噴霧系統(tǒng)失效，工作面會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵煤塵，污染作業(yè)環(huán)境，且不能有效地冷卻截齒，使截齒壽命大大縮短。

(2)冷卻水與潤(rùn)滑油混合。如果密封件出現(xiàn)問(wèn)題，冷卻水進(jìn)入懸臂段內(nèi)部與潤(rùn)滑油混合，影響潤(rùn)滑油質(zhì)量，影響軸承的可靠性和使用壽命；冷卻水進(jìn)入截割電機(jī)內(nèi)部，造成電機(jī)漏電、跳閘等故障。

(3)由于密封件處在配水盤(pán)和切割主軸旋轉(zhuǎn)相交處，一旦密封件損壞需要更換或者維修，就必須拆掉整個(gè)懸臂段。實(shí)際作業(yè)時(shí)，在井下拆卸懸臂段非常困難，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

(4)該機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)還存在元件冗余，故障點(diǎn)多，噴嘴孔徑小易堵塞，水源不凈等缺陷[5]。

2掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)的改進(jìn)

2.1水路改進(jìn)

針對(duì)懸臂段內(nèi)部進(jìn)水，導(dǎo)致水與潤(rùn)滑油混合或者電機(jī)進(jìn)水的問(wèn)題，將水路改在懸臂段的外側(cè)，如果發(fā)生了漏水，能夠在第一時(shí)間及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的處理措施，避免水進(jìn)入懸臂段內(nèi)部，如圖2所示。在懸臂段外部安裝一個(gè)固定軸套，軸套上設(shè)1個(gè)進(jìn)水孔，能夠直接讓靜壓水進(jìn)入；另外，在截割頭上安裝一個(gè)隨截割頭一起旋轉(zhuǎn)的軸套，靜壓水通過(guò)固定軸套的進(jìn)水口，再經(jīng)過(guò)內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)軸套的引水孔到達(dá)截割頭內(nèi)，最后從噴嘴噴出，形成霧化效果。

圖2　掘進(jìn)機(jī)噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造示意

2.2密封改進(jìn)

為提高密封件使用壽命，保證密封效果，增大接觸面的硬度和光潔度，裝配時(shí)保證兩個(gè)軸套之間的軸向間距和旋轉(zhuǎn)密封件的同心度。另外，由于水路在懸臂段外側(cè)，應(yīng)在進(jìn)口側(cè)采取一定的防護(hù)，避免落下的煤塊或巖石砸壞系統(tǒng)管路。

2.3改造效果

(1)社會(huì)效益。通過(guò)對(duì)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)的改進(jìn)，提高了可靠性，確保了使用效果。本方案能夠?yàn)槠渌旱V和相同類(lèi)型的機(jī)型改造提供參考。

(2)經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，工作面采掘設(shè)備的內(nèi)噴霧系統(tǒng)如果不能投入使用或效果不好，必須配備其他相應(yīng)的除塵降塵設(shè)備。相比附加設(shè)備的投入，改造時(shí)需要花費(fèi)的資金非常少，改造后，也能使設(shè)備使用更便利，節(jié)省了一定的成本。

改造后的設(shè)備投入使用后，切割頭內(nèi)噴霧霧化范圍半徑可達(dá)1 m左右，軸套溫度可以控制在40 ℃左右，基本杜絕了漏水和堵塞現(xiàn)象，使用效果良好。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的分析，提出了將水路系統(tǒng)改在懸臂段外側(cè)，安裝了固定軸套和旋轉(zhuǎn)軸套，避免了靜壓水進(jìn)入懸臂段內(nèi)的問(wèn)題。軸套溫度可以控制在40 ℃左右，基本杜絕漏水和堵塞現(xiàn)象，使用效果良好。

掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)改進(jìn)后，提高了可靠性，確保了使用效果，且改造資金少，節(jié)省了成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]胡付凱.EBZ260型掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧裝置的改進(jìn)[J].礦山機(jī)械,2014,42(6):148-149.

[2]鄭云龍.掘進(jìn)機(jī)內(nèi)噴霧系統(tǒng)技術(shù)研究[J].煤,2012,21(3):9-10.

[3]殷春雷.掘進(jìn)機(jī)除塵噴霧系統(tǒng)分析[J].科技風(fēng),2011(2):226.

[4]陶永芹.EBZ-160型掘進(jìn)機(jī)外噴霧系統(tǒng)的改進(jìn)[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,5(1):28-29.

[5]李忠,盧進(jìn)南,謝苗.EBZ-160A型掘進(jìn)機(jī)高壓噴霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械,2009,30(11):143-145.

(收稿日期2015-09-30)

宋新喜(1985—)，男，工程師，037003 山西省大同市城區(qū)南關(guān)街道。