黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司东山煤矿黑龙江鸡西158130
摘要:针对连续采煤机采煤施工特点,分析了连续采煤机在巷道采煤中各类影响因素,在此基础上对各类影响因素提出了解决的措施,在保证安全的前提下进一步提高连续采煤高效快速采煤技术。
关键词:连续采煤机采煤;影响因素;策略
引言
随着煤矿生产技术不断发展,煤矿的生产效率和生产能力得到了显著发展,因而对采掘巷道的快速采煤提出了更高要求,以连续采煤机+梭车+锚杆机为代表的快速采煤配套设备的应用越来越广泛。所以进一步探索研究连续采煤机采煤施工影响因素,实现快速采煤效能最大化,为建设高产高效矿井起到了重要的技术保障作用。
1连续采煤机的应用与研发条件
连续采煤机适用于埋藏深度小于500m,煤层厚度1.3~4m,倾角小于12°,煤层顶板中等稳定以上,顶板允许暴露面积50m2,可锚性好,底板抗压强度不能太低的矿井。据对全国45个矿务局158个矿井的分类统计,完全适用采煤层的有94个,可采储量6.51亿t,占选采煤层可采量的12%;基本适用采煤层的有177个,可采储量1.8×109t,占选采煤层可采量的33%。连续采煤机吨煤成本一般低于普采,具有相当于长壁综采水平,且劳动强度低于综采。我国煤田分布十分广泛,煤层赋存条件多种多样,许多矿区具有与美、澳等国相似的地质条件,十分适宜使用连续采煤机,如大同、古交、黄陵、潞安等煤矿。
1.1连续采煤机的优缺点
连续采煤机与长壁综采设备相比,投资小,效益高。在美国,一套中厚煤层连续采煤机及配套设备约需200万美元,而一套长壁综采设备约需1000万美元;在厚煤层条件下,一套长壁综采设备日产煤约6000t,同样条件下,一套连续采煤机系统日产煤约1200t,因而吨煤投资相当。使用连续采煤机能够实现回采与掘进合一,矿井建设期短,出煤快;连续采煤机运转灵活、搬迁快,对长壁综采无法布置的边角地段或不规则地段及村庄下压煤煤柱回采更能显示其优势;连续采煤机可用于巷道掘进,同时又能适用于房柱式等方法回采,速度快,效率高。
我国引进连续采煤机早期使用效果不好的主要问题是:连续采煤机及其配套设备体积大、吨位高,我国老矿井条件受到限制,设备下井困难;缺乏支护、清道、除尘等配套设备,生产能力受到一定限制;引进的连续采煤机设备电气防爆性能与我国防爆标准不一致;主要部件或零件在国内买不到,备件进口渠道不畅通、价格昂贵;国内没有对连续采煤机开采的成套技术进行系统研究;对回采工艺,支护方式和工艺及煤岩柱控制等相关问题没有得到闭,对通风管理不利;对有自然发火危险的矿井,煤体暴露多,带来了安全隐患。
1.2连续采煤机的关键技术研究
连续采煤机的结构与悬臂式掘进机有许多相似之处,其功能上、结构上及外形上与掘进机大同小异,如行走机构、装运和液压等方面基本相同,可借鉴掘进机研究成果及设计经验。主要不同的是连续采煤机截割部与掘进机截割部的结构形式不同。连续采煤机的特点是截割滚筒长,截割功率大,因此截割能力强,生产效率高,调动灵活,可控性好。尚需研究的主要内容如下。
1)连续采煤机总体参数的研究。机器牵引力及速度的确定,滚筒长度、直径、功率、转速及切割牵引力大小和变化等研究。2)整机截割稳定性的研究。机器的重心位置、截割臂长度、截割速度、功率等切割参数对机器工作稳定性的影响。3)截割机构方式的研究。根据电机不同的安装形式,其截割机构方式的确定须进行专项调查研究与分析对比。4)切割技术的研究。截割滚筒上截齿排列对机器的截割效率、振动及截齿的寿命有着重要的影响,必须利用计算机进行截齿排列优化设计和实验室模拟试验。5)行走电机变频调速系统的研究。连续采煤机工作时,需要频繁调动;截割时,根据煤的硬度,行走速度在0~4m/min之间自动调整,以适应截割电动机的工作特性;调动时,需以20m/min的行走速度实现快速调动。6)机器的自动控制、工况检测和故障诊断系统的研究。连续采煤机常在环境恶劣、安全得不到保障的工况下工作,因此必须使机器具有自动化控制功能,装设离机摇控系统。为了提高机器的可靠性,需研制工况检测和故障诊断系统,使连续采煤机具有监控电流、电压、电机功率、油温油位油压等的自动监测、存储、显示、报警及故障提示等功能。
2连续采煤机影响应对措施
2.1截割部的检修
截割部是连续采煤机的核心工作部件,主要由截割臂、截割齿轮箱、截割电动机、截割滚筒、截割端盘、截割油缸和两套机械保护装置等组成。检修的关键技术是:
1)分体拆解前要检查截割减速器的螺塞是否松动,以防漏油;取出截割电动机内的扭矩轴;检查齿套与齿座的磨损情况,齿套用专用工具进行更换,齿座的更换须严格控制焊接强度。2)截割齿轮箱内部须清洗干净,用面团粘除磨损残留的杂质;更换L-CKD320工业齿轮油,润滑油量必须适量,过多或过少将导致过热或内部组件损坏。3)检测截割齿轮箱的浮动密封、对失效的浮动密封进行更换;更换所有的O型密封圈,密封装配到位后应保持合适松紧状态。4)若截割齿轮箱侧驱动轮毂上与侧滚筒连接键槽变形,可使用另外两个键槽,所有的滚筒必须同时调整,以保证滚筒相位关系不变。5)检查各轴承的失效情况,若圆锥滚子轴承失效,检查相关零件的失效情况;主轴必须进行更换或修复处理。
2.2行走机构的检修
行走机构主要由行走电机、行走减速器、导向张紧装置、履带架和履带链等组成。行走减速器为五级传动,第一级为直齿圆柱齿轮,第二级为弧齿锥齿轮,第三、四级为直齿圆柱齿轮,第五级为行星减速,在第四级加装一级惰轮。检修的关键技术是:
1)波纹管组件的拆装需用专用工具(加长螺杆M12×500),并检查波纹管组件的密封垫,如破损须更换。2)处理左右减速器行星减速总成漏油问题,因配件供应及时,更换整个行星减速总成;同时对原行星减速总成进行拆解、清洁、检查浮动密封、防松挡板、螺母、垫、螺柱和销的损坏情况,更换失效的零件,整体作为后续配件使用。3)检查减速器侧箱体与下箱体连接面是否出现慢性渗油现象,同时检查镶嵌于壳体中的衬套与壳体的配合情况(配合115H7/s6),若非过盈配合,则应采取增大配合尺寸的措施,即壳体扩孔、重新加工衬套的方法,装配时配合面须涂抹密封胶。4)左、右行走机构与主机架进行组装时,应注意弯管组件的方向应与设计一致。
2.3装载部的检修
装载部主要由铲板、装运电动机、装运减速器、星轮、链轮组件等组成。装载部的左右减速器对称地布置在铲板两侧,分别由两台45kW交流电动机驱动。检修的关键技术是:
1)链轮组件距离套与装运减速器输出轴轴端保证≤3mm的窜动量。2)调整左右装运减速器的连接相位,左右耙爪互成60°,交错装配。3)装运减速器与电动机、铲板、左右耙爪组件的连接螺栓符合标准规定的拧紧力矩。4)盘动左耙爪,链轮应转动灵活,无卡滞现象。
2.4除尘系统的检修
除尘系统主要由吸尘风筒、湿式除尘器、除尘风机、导风叶等组成。湿式除尘器包括喷雾杆(喷嘴)、除污垫层、水滴分离器和泥浆泵。检修的关键技术是:
1)检查除尘风机是否完好,清理风机内部堆积煤粉。2)检查除尘风箱、除尘器箱体有无变形、破损,并进行修复和整理。3)更换湿式除尘器的喷嘴和除污垫层,清理水滴分离器淤泥及污垢。
结束语
连续采煤机快速采煤技术是实现高产高效矿井的有效方式,连续采煤机采煤效率直接影响着整个矿井开采效率及质量,影响着煤矿企业综合效益。在连续采煤机采煤中,地质条件、作业人员技能水平、设计等因素是影响连续采煤机采煤速度的重要因素。针对连续采煤机采煤工艺特点,在分析以上因素的基础上,提出提高地质勘探水平,通过培训提高作业人员技能水平,优化巷道设计,在保证安全的前提下,以提高连续采煤机速率与效率,实现煤矿开采综合效益。
参考文献
[1]张杰.连续采煤机电气故障分析与防治[J].能源与节能.
[2]张波,张强,高顺武.连续采煤机装运机构的设计[J].煤矿机械.