MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機在萬順煤礦運用探討

摘" 要：通過機械化開采，提高急傾斜采煤工作面的生產(chǎn)效率，減少工作面作業(yè)人數(shù)，較大減少安全隱患，這是高產(chǎn)、高效、安全煤礦生產(chǎn)的需要。由炮采（風鎬采煤）向機械化采煤轉(zhuǎn)型是急傾斜煤層可持續(xù)發(fā)展的方向。研究開發(fā)適用于傾角大于65°以上的煤層采煤設(shè)備勢在必行。

關(guān)鍵詞：急傾斜采煤機;偽傾斜開采;設(shè)計;合理;運用

通過機械化開采，提高急傾斜采煤工作面的生產(chǎn)效率，較大減少工作面作業(yè)人數(shù)，減少安全隱患，這是高產(chǎn)、高效、安全煤礦生產(chǎn)的需要，貴州耀輝礦業(yè)發(fā)展有限公司桐梓縣木瓜鎮(zhèn)萬順煤礦引進了湖南煤礦機械有限公司研發(fā)生產(chǎn)的MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機，來適應(yīng)煤層傾角為80°左右的采用偽傾斜采煤工藝的工作面。該機型適應(yīng)性較強，能滿足急傾斜傾角大于55°的采煤工作面。

MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機采用模塊化標準化設(shè)計、多電機橫向布置的總體結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點：

（1）結(jié)構(gòu)簡單：搖臂與固定減速器采用分體式結(jié)構(gòu)，安裝維修方便。

（2）截割部、牽引部均采用行星傳動：結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、輸出扭矩大。

（3）采用四象限變頻調(diào)速技術(shù)：啟動性能好、重載低頻大扭矩。

（4）采用乳化液為采煤機油缸提供動力：系統(tǒng)簡單、維修方便。

（5）采用鏈條自動張緊裝置：通過PLC實時監(jiān)控拉力傳感器的變化控制張緊油缸的電磁換向閥開斷，從而控制鏈條的自動張緊。

一、采煤機設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機（結(jié)構(gòu)如圖1所示）的裝機功率為50kW，截割功率為25kW，最大牽引力為150kN，可適用于傾角為55°～90°采用偽傾斜采煤工藝的工作面。最大牽引速度為7.5m/min，滾筒轉(zhuǎn)速為66r/min，適應(yīng)煤質(zhì)硬度f≤3的煤層。MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

二、主要設(shè)計特色

1、小型輕量化，結(jié)構(gòu)強度大

MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機采用行星傳動。截割部固定減速器、牽引部均采用兩級NGW行星傳動機構(gòu)（如圖2所示），傳動比大，傳動系統(tǒng)富裕系數(shù)大、空間尺寸小，行星架均為鍛造材質(zhì)，強度大。且整個傳動機構(gòu)按65kW功率進行設(shè)計計算，整個系統(tǒng)的齒輪強度、軸承的使用壽命均遠遠大于工況需要。

2、獨特的雙牽引鏈結(jié)構(gòu)

通常情況下采煤設(shè)備工作時，采煤機在煤壁給截煤裝置的反作用力和牽引鏈條預(yù)定張緊力的雙重作用力下，采煤機在行走的過程中會朝一個方向偏轉(zhuǎn)。MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機采用了國內(nèi)首創(chuàng)的兩牽引鏈結(jié)構(gòu)（如圖3所示）解決急傾斜采煤機行走偏轉(zhuǎn)的問題，并獲得實用新型專利，具有以下優(yōu)點：

（1）MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機行走機構(gòu)強度高、安全系數(shù)大。行走鏈條的規(guī)格為φ18×64-C，破斷拉力為410kN。該機構(gòu)采用雙牽引鏈，其安全系數(shù)高達5.46。

（2）MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機行走穩(wěn)定性好。鏈條既是采煤機的牽引鏈條，也是采煤機的導向裝置。采用雙牽引鏈，鏈條分別布置在采煤機的兩側(cè)，即采煤機有兩條導向鏈，從而通過導向鏈的相互定位，限制了采煤機自由度，從而實現(xiàn)了采煤機的穩(wěn)定行走。

3、適應(yīng)性強

（1）MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機的外形尺寸（3000×600×580[㎜]）較小，整機重量約6噸，由于急傾斜煤層回采巷道普遍在7㎡左右，該尺寸的采煤機能適應(yīng)巷道斷面較小的工作面，減少礦方對巷道改造的情況出現(xiàn)。

（2）由于外形尺寸小、重量輕，和綜采設(shè)備相比，MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機的搬家費用可以減少200萬元以上。

（3）MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機總裝機容量50?，和綜采設(shè)備相比用電量小，不需要對原有供電系統(tǒng)進行改造。

（4）由于煤炭硬度系數(shù)f≤1.8，MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機設(shè)計適應(yīng)煤質(zhì)硬度f≤3的煤層，適應(yīng)各種煤質(zhì)硬度的開采。

4、操作簡單

MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機的操作簡單，遇緊急情況時，現(xiàn)場人員能實現(xiàn)有線或無線一鍵停機。

5、噸煤生產(chǎn)成本低

由于MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機便于操作，采煤工藝簡單，采煤工作面工作人員一般在8人左右，人工成本低，加上該設(shè)備用電量小，綜合生產(chǎn)成本很低，煤礦利潤空間大。

6、安全可靠

MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機設(shè)計了啟動（停止）保護、急停保護，配備有聲光信號和應(yīng)急廣播等裝置，采煤機正常運行時，指示燈發(fā)出正常運行的警示燈，遇緊急情況時，所有現(xiàn)場人員能實現(xiàn)有線或無線一鍵停機。采煤機的啟動必須由專人負責，采煤機司機通過聲光信號的提示，通過應(yīng)急廣播系統(tǒng)確認后，啟動采煤機的運行，其他人不能啟動采煤機。采煤機采用雙鏈牽引，杜絕了由于牽引鏈斷裂后采煤機傷人的情況發(fā)生。

三、偽斜柔性掩護液壓支架改進

為使采煤機安全、高效作業(yè)，必須有配套的柔性掩護液壓支架來保證采煤機有足夠的操作空間和安全保證，在試運行期間發(fā)現(xiàn)ZRY15/20L型柔性掩護液壓支架，作業(yè)空間較小，特別是在落煤后出現(xiàn)支架翹腳現(xiàn)象，不利于頂板管理和機械化采煤，于是將ZRY15/20L型柔性掩護液壓支架改進為ZRY18/22L型柔性掩護液壓支架，改進后的主要特點是：一是將ZRY15/20L型支架的立柱改為內(nèi)注式，采煤機采煤后及時將支架立柱撐到底，杜絕了落煤后出現(xiàn)支架翹腳現(xiàn)象，不再使用單體液壓支柱作為斜撐，不再出現(xiàn)竄矸現(xiàn)象，頂板管理更加安全可靠；二是將ZRY15/20L型支架的片閥進行改進，一套支架使用一套片閥集中控制，并將片閥實現(xiàn)臨架操作，從而更加保證了支架在落架時操作人員的安全。

萬順煤礦12501工作面于2021年6月正式運行，MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機配套使用ZRY15/20L型柔性掩護液壓支架，經(jīng)過90天的試采，機械化采煤月生產(chǎn)原煤2.8萬噸，最高班產(chǎn)達到500噸。工作面采用偽傾斜采煤方法，偽傾斜角度調(diào)到28°～30°，提高煤炭的自溜性能，提高工作面的生產(chǎn)效率。

針對采煤機在萬順煤礦運行過程中存在的不足，于2022年對液壓柔掩支架支護和采煤機的電控系統(tǒng)、液壓張緊裝置、調(diào)高系統(tǒng)進行了改進。改進后使用ZRY18/22L型柔性掩護液壓支架進行頂板管理，使用臨架操作片閥安全可靠，杜絕了支架翹腳以及作業(yè)空間小導致的采面配風小不利于瓦斯稀釋的情況，瓦斯超限同比減少了百分之八十，減少了因瓦斯超限而影響采煤工作面生產(chǎn)量的情況。作業(yè)空間大保證了操作人員的安全通道，也便于人員操作，提高了采煤工作面人員的安全系數(shù)。改進后的采煤機性能成熟，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高。12503工作面實現(xiàn)了單班最高產(chǎn)量284噸，單日最高產(chǎn)量835噸，平均年產(chǎn)15.5萬噸，新增年銷售收入7000萬元，較傳統(tǒng)“放炮落煤+柔掩支護”采煤方式年產(chǎn)量可增加4.53萬噸，年產(chǎn)量提升率達到41.3%。

ZRY18/22L型柔性掩護液壓支架和MG25/50-TPD型交流電牽引采煤機在運行期間有很好的適用性和配合性。采煤機采用雙牽引鏈行走機構(gòu)，穩(wěn)定性好，在整個設(shè)備運行的過程中，沒有出現(xiàn)采煤機與柔性掩護式支架相互干涉的現(xiàn)象。同時，采煤機牽引力大，運行既快又穩(wěn)，其機械傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、冷卻噴霧系統(tǒng)、搖臂調(diào)高系統(tǒng)均安全可靠，使用效果良好。該采煤機整機結(jié)構(gòu)合理，自動化程度高，適應(yīng)能力強，完全滿足偽傾斜工作面工況的需要，達到了國內(nèi)先進水平。

萬順煤礦12501和12503工作面急傾斜采煤機械化采煤工藝技術(shù)的應(yīng)用，符合國家的煤炭產(chǎn)業(yè)政策，為急傾斜機械化開采提供了技術(shù)與裝備支撐，工作面產(chǎn)量顯著提高，提高了勞動效率和經(jīng)濟效益，降低了勞動強度，明顯提高了煤礦安全生產(chǎn)保障程度。獲得了較好的社會效益，并為貴州省急傾斜煤層煤礦開采提供了示范作用。

作者單位：

羅世才：貴州省遵義市桐梓縣工業(yè)和能源局;

羅志朋" 何博：湖南煤礦機械有限公司。