王小龍

(晉能控股裝備制造集團(tuán) 金鼎山西煤機(jī)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

目前,趙莊礦使用EBZ260掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行巖巷作業(yè),機(jī)重為90 t,適用于截割巖石單向抗壓強(qiáng)度≤80 MPa的軟巖巷道掘進(jìn),在80 MPa～100 MPa的硬巖巷道使用時(shí),破巖效果差,割矸前需放震動(dòng)炮,掘進(jìn)效率低,配件損耗高,日進(jìn)尺僅為1.8 m。為解決當(dāng)前巖石比例及硬度呈上升趨勢(shì)造成采掘比例失調(diào)難題,金鼎公司研制了一種機(jī)重129.5 t、總功率515 kW、最大輸出扭矩為150 kN·m的特重型橫軸式EBH315Q硬巖掘進(jìn)機(jī),機(jī)型為國(guó)內(nèi)同功率最大,采用碾壓式切割工藝,轉(zhuǎn)速低、扭矩大,破巖能力強(qiáng),工作效率高,設(shè)備損耗小,在趙莊礦大斷面硬巖掘進(jìn)工作面使用[1,2]。

1 EBH315Q掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

EBH315Q掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1-截割機(jī)構(gòu);2-裝載機(jī)構(gòu);3-機(jī)架;4-行走機(jī)構(gòu);5-液壓系統(tǒng);6-電氣系統(tǒng);7-刮板輸送機(jī);8-標(biāo)牌總成;9-防護(hù)總成;10-供水系統(tǒng)

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

外形尺寸(m) 13.62×3.08×2.51;

地隙(mm) 300;

切割臥底深度(mm) 225;

龍門(mén)高度(mm) 400;

接地比壓(MPa) 0.22;

機(jī)重(t) 129.5;

截割功率(kW) 315;

經(jīng)濟(jì)切割煤巖硬度(MPa) ≤100(局部≤120);

最大可掘高度(m) 5.5;

最大可掘?qū)挾?m) 6.7;

適應(yīng)巷道坡度(°) (縱向)±16,(橫向)±8;

供電電壓(V) 1 140;

行走牽引力(kN) ≥500。

1.2 主要技術(shù)特點(diǎn)

(1) 橫軸式截割頭旋轉(zhuǎn)方向與截割電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向垂直,截割產(chǎn)生的反作用力作用在法線(xiàn)方向,這種受力形式可以充分依靠機(jī)身自重減少振動(dòng),工作穩(wěn)定性高,破巖硬度可達(dá)f12。

(2) 割矸前無(wú)需放震動(dòng)炮,可避免爆炸揚(yáng)塵、沖擊波、噪聲和產(chǎn)生刺激性氣味,作業(yè)環(huán)境好,安全系數(shù)高。

(3) 齒輪齒條式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用非金屬材質(zhì)平面支撐,截割振動(dòng)小;截割牽引力比油缸推拉式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提高40%以上,且回轉(zhuǎn)牽引力始終保持恒定。

(4) 配備外循環(huán)強(qiáng)制冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng),解決了截割減速器發(fā)熱嚴(yán)重、局部極限位置無(wú)法實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的難題,使減速器在各種工作狀態(tài)下其各級(jí)齒輪、軸承均能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻。

(5) 可編程控制的自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng),通過(guò)對(duì)鉸接銷(xiāo)軸、油缸、回轉(zhuǎn)臺(tái)及關(guān)鍵部位軸承潤(rùn)滑,明顯降低保養(yǎng)維護(hù)工作量,提高了機(jī)械部件的使用壽命。

(6) 穩(wěn)定微調(diào)機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)后支撐裝置在擺動(dòng)底板上約300 mm的滑動(dòng)距離,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器的擺動(dòng)動(dòng)作,避免頻繁調(diào)機(jī)。

2 工作面概況

2.1 巷道斷面及支護(hù)情況

趙莊礦一盤(pán)區(qū)1102回風(fēng)巷,設(shè)計(jì)為全巖巷,于主煤層底板往下7 m～12 m層位掘進(jìn),掌面受厚度不一K6灰?guī)r影響,巖體硬度為f8～f10(局部達(dá)f11),斷面為矩形,寬5.5 m,高4.2 m,巷道斷面積為23.1 m2,長(zhǎng)度為2 190 m。巷道采用樹(shù)脂加長(zhǎng)錨桿錨固掛鋼筋網(wǎng),錨索補(bǔ)強(qiáng)組合支護(hù)并噴C20混凝土,噴射厚度為150 mm。頂錨桿布置每排6根,排距為1 000 mm,間距為900 mm;頂錨索布置每排2根,間距為1 800 mm,距幫為1 600 mm,錨索排距為2 000 mm。幫錨桿布置排距為1 000 mm,每幫1排4根;錨桿間距為900 mm,靠近頂上的1根幫錨桿距頂板300 mm,起錨高度為800 mm,超過(guò)800 mm時(shí)必須補(bǔ)打1根幫錨桿。

2.2 勞動(dòng)組織、掘進(jìn)工藝及運(yùn)輸方式

連掘準(zhǔn)備隊(duì)采用四六制生產(chǎn),三個(gè)生產(chǎn)班(7人/班)、一個(gè)檢修班(13人/班),組織各工種相結(jié)合的方式進(jìn)行作業(yè),包括隱患處理及運(yùn)料任務(wù)3人,定崗司機(jī)、看守風(fēng)機(jī)、移動(dòng)變壓器人員、驗(yàn)收員及跟班干部等,每天下井人數(shù)約55人。

掘進(jìn)工藝為:交接班→安全檢查→校對(duì)激光(根據(jù)地測(cè)科中線(xiàn)通知單進(jìn)行施工)→延長(zhǎng)皮帶→清人設(shè)置警戒→割、裝、運(yùn)矸(備料)→退機(jī)組→敲幫問(wèn)頂→進(jìn)鉆車(chē)→敲幫問(wèn)頂→臨時(shí)支護(hù)→永久支護(hù)→清理浮矸→噴漿→自檢驗(yàn)收→進(jìn)行探煤、防治水預(yù)測(cè)等施工→進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

運(yùn)輸方式為:采用EBH315Q型掘進(jìn)機(jī)及其配套設(shè)備完成割矸和裝矸工序后,由機(jī)組一運(yùn)、二運(yùn)轉(zhuǎn)載到運(yùn)載能力為800 t/(h)的1 m運(yùn)輸皮帶運(yùn)出。

2.3 使用情況

從9月21日投運(yùn)后,EBH315Q掘進(jìn)機(jī)在1102回風(fēng)巷日平均進(jìn)尺為5.5 m,同等使用條件下,EBZ260掘進(jìn)機(jī)日平均進(jìn)尺僅為1.8 m,日均提效3.7 m,效率提升300%。經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的使用,EBH315Q掘進(jìn)機(jī)從開(kāi)始使用到漸漸熟悉,從慢慢摸索到熟練掌握,機(jī)組司機(jī)操作逐漸熟練、掘進(jìn)機(jī)檢修日益完善、割矸工藝流程日漸成熟。11月17日以來(lái),每天進(jìn)尺一直保持在7.5 m以上,11月21日當(dāng)天進(jìn)尺更是突破9 m,充分說(shuō)明采用橫軸式掘進(jìn)機(jī),通過(guò)依次截割小塊巖石從而由點(diǎn)及面的割矸方式,可以極大地提高破巖能力和截割效率。在經(jīng)濟(jì)效益方面,按掌面不小于2.5 m厚K6灰?guī)r條件下,EBH315Q掘進(jìn)機(jī)1年掘進(jìn)約2 100 m,每米進(jìn)尺損耗截齒5個(gè)左右,共損耗10 500個(gè)截齒,每個(gè)截齒價(jià)格為330元,全年截齒共需耗資346.5萬(wàn)元。3個(gè)月以來(lái),EBH315Q掘進(jìn)機(jī)未更換過(guò)大件。在相同條件下,EBZ260掘進(jìn)機(jī)每月消耗包括截齒和更換大件費(fèi)用在70萬(wàn)元左右,全年耗資840萬(wàn)元,使用EBH315Q掘進(jìn)機(jī)比EBZ260掘進(jìn)機(jī)每年可節(jié)約費(fèi)用400萬(wàn)元左右。社會(huì)效益方面,尤其在全巖大斷面巷道,EBH315Q掘進(jìn)機(jī)截割巖石硬度高、破巖能力強(qiáng)、割矸效果好、故障率低、機(jī)電成本低、安全系數(shù)高、勞動(dòng)環(huán)境優(yōu),還可以有效降低作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅縮短成卷周期,緩解當(dāng)前采掘比例失調(diào)的局面。

2.4 EBH315Q掘進(jìn)機(jī)在使用中存在的問(wèn)題

(1) 掘進(jìn)機(jī)左截割頭與截割減速器連接處油封損壞,造成截割減速器內(nèi)無(wú)油,軸承抱死;耐磨環(huán)焊接不牢,割矸時(shí)易脫落。

(2) 掘進(jìn)機(jī)的截割電機(jī)、截割減速器、油箱的冷卻系統(tǒng)采用串聯(lián)冷卻方式,當(dāng)某一部位出現(xiàn)堵塞情況,會(huì)造成整體冷卻系統(tǒng)工作不正常。

(3) 掘進(jìn)機(jī)截割頭采用10個(gè)螺栓與截割減速器固定,截割頭上的10個(gè)螺栓孔與其內(nèi)部花鍵的相對(duì)位置不一致,即截割減速器上的螺栓孔與截割頭上的螺栓孔為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,不具備通用性,且截割減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,更換截割頭費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3 結(jié)語(yǔ)

從目前EBH315Q掘進(jìn)機(jī)實(shí)際使用情況來(lái)看,破巖能力強(qiáng),安全系數(shù)高,生產(chǎn)效率更是明顯提高,但仍受設(shè)計(jì)缺陷、配件質(zhì)量和對(duì)設(shè)備熟悉程度等影響,今后需從以下幾個(gè)方面改進(jìn):

(1) 建議將掘進(jìn)機(jī)截割電機(jī)、截割減速器、油箱的冷卻系統(tǒng)水管由串聯(lián)方式改為并聯(lián)方式連接。

(2) 掘進(jìn)機(jī)截割頭耐磨環(huán)直接焊接在截割頭上,耐磨環(huán)損壞后,需將整個(gè)截割頭更換,更換成本高,建議將耐磨環(huán)通過(guò)螺栓連接的方式固定在截割頭上。

(3) 當(dāng)巷道出現(xiàn)K6灰?guī)r等硬巖時(shí),掘進(jìn)機(jī)鏟板、小溜、壓鏈塊、轉(zhuǎn)盤(pán)、大鏈等配件磨損嚴(yán)重,建議將上述配件材質(zhì)更換為耐磨性強(qiáng)的材料,增加配件耐磨性。