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第一节 掘进凿岩台车. 一、凿岩台车概述 1 .凿岩台车的工作原理 凿岩台车主要由凿岩机、钻臂(包括推进器)、行走机构、控制系统、操作台和动力源(泵站)等组成,如图 13-1 所示,凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。为完成平巷掘进,凿岩台车应实现下列运动: ①行走运动,以便台车进入和退出工作面; ②推进器变位和钻臂变幅运动,以实现在断面任意位置和任意角度钻眼; ③推进运动,以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。. 图 13-1 凿岩台车 1— 钻臂 2— 凿岩机 3— 推进器 4— 行走机构 5— 操作台 6— 动力源. ( 1 )推进运动
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第一节 掘进凿岩台车 • 一、凿岩台车概述 1.凿岩台车的工作原理 凿岩台车主要由凿岩机、钻臂(包括推进器)、行走机构、控制系统、操作台和动力源(泵站)等组成,如图13-1所示,凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。为完成平巷掘进,凿岩台车应实现下列运动: ①行走运动,以便台车进入和退出工作面; ②推进器变位和钻臂变幅运动,以实现在断面任意位置和任意角度钻眼; ③推进运动,以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。
图13-1 凿岩台车 1—钻臂 2—凿岩机 3—推进器 4—行走机构 5—操作台 6—动力源 (1)推进运动 凿岩机的推进运动油推进器完成。推进器用来使凿岩机移近或退出工作面,并提供凿岩时所需的轴向推力。根据凿岩工作的需要,推进器产生的轴向推力大小和推进速度应能调节,以使凿岩机在最优轴推力下工作。
(2)推进器变位 在摆角液压缸的作用下,可实现推进器的水平摆动,通过俯仰液压缸可实现推进器的俯仰运动,以钻凿不同方向的炮眼。在补偿液压缸的作用下,推进器作补偿运动,使导轨前端的顶尖始终顶紧在岩壁上以增加钻臂的工作稳定性,并在钻臂因位置变化引起导轨顶尖脱离岩壁时起距离补偿作用。 (3)钻臂变幅 摆臂液压缸使钻臂摆动,钻臂液压缸实现钻臂升降,液压马达—棘轮组成的钻臂旋转机构可使钻臂绕自身轴线旋转360°。控制系统包括液压控制系统、电控系统、气水路控制系统等。控制系统应具有下列几种功能:凿岩机具、钻臂和行走机构的驱动与控制,支撑与稳定机构、动力源和照明的控制等。
其中凿岩机具的驱动与控制是凿岩台车控制系统的核心,它包括推进回路、防卡钎控制回路、开机轻打回路以及自动退钻回路等。其中凿岩机具的驱动与控制是凿岩台车控制系统的核心,它包括推进回路、防卡钎控制回路、开机轻打回路以及自动退钻回路等。 动力源的主要形式是液压泵站,液压泵站由原动机、液压泵、油箱、过滤器、冷却器及保护控制元件等组成。原动机带动液压泵把压力油输送到各执行元件,实现各种动作和功能。 2.主要部件结构 (1)推进器 推进器按工作原理不同有螺旋式推进器、液压缸式推进器、链式推进器3种。 液压缸式推进器如图13-2所示,主要由导轨、托盘、液压缸、钢丝绳和绳轮等组成。推进液压缸的两端装有导绳轮,钢丝绳的一端固定在导轨上,另一端绕过导绳轮固定在托盘上,调节装置可控制钢丝绳的张紧程度。
由于活塞杆固定在导轨上,工作时缸体移动,牵引钢丝绳带动凿岩机沿导轨进退。根据动滑轮原理,凿岩机的移动速度和行程为液压缸推进速度和行程的两倍,而作用在凿岩机上的推力只有液压缸推力的一半。这种推进器的特点是传动简单,重量轻,推进行程大,但钢丝绳拉伸变形大,需调节其张紧程度,寿命也较短。若改为链条传动,可延长使用寿命。由于活塞杆固定在导轨上,工作时缸体移动,牵引钢丝绳带动凿岩机沿导轨进退。根据动滑轮原理,凿岩机的移动速度和行程为液压缸推进速度和行程的两倍,而作用在凿岩机上的推力只有液压缸推力的一半。这种推进器的特点是传动简单,重量轻,推进行程大,但钢丝绳拉伸变形大,需调节其张紧程度,寿命也较短。若改为链条传动,可延长使用寿命。 • 图13-2 液压缸式推进器的结构 1—导绳轮 2—推进液压缸 3—托盘 4—活塞杆 5—调节装置 6—钢丝绳 7—导轨
(2)钻臂 钻臂是用于支撑和推进凿岩机,并可自由调节方位以适应炮孔位置需要的机构,对台车的动作灵活性、可靠性及生产率有很大影响。按钻臂的结构特点及运动方式不同,有直角坐标式钻臂和极坐标式钻臂两类。 1)直角坐标式钻臂(如图13-2) • 图13-2直角坐标式钻臂 a—钻臂起落 b—钻臂摆动 c—推进器俯仰 d—推进器水平摆动 e—推进器补偿 f—钻臂旋转 1—摆臂液压缸 2—钻臂座 3—转轴 4—钻臂液压缸 5—钻臂旋转机构 6—钻臂 7—俯仰液压缸 8—摆角液压缸 9—托盘 10—推进器 11—凿岩机
极坐标式钻臂如图13-3所示,它是利用钻臂后部的回转机构,可使整个钻臂绕后部轴线旋转360°的钻臂。它由臂杆、回转机构、推进器、自动平行机构和各个起支撑作用的支撑缸等组成。钻臂液压缸调节钻臂夹角,以调节钻臂投影到工作面上的旋转半径。岩孔的位置由旋转半径和钻臂旋转角度来确定。极坐标式钻臂确定孔位操作程序少,定位时间短,便于钻凿周边孔,但对操作程序的要求比较严格,司机操作的熟练程度对定位时间影响较大。极坐标式钻臂如图13-3所示,它是利用钻臂后部的回转机构,可使整个钻臂绕后部轴线旋转360°的钻臂。它由臂杆、回转机构、推进器、自动平行机构和各个起支撑作用的支撑缸等组成。钻臂液压缸调节钻臂夹角,以调节钻臂投影到工作面上的旋转半径。岩孔的位置由旋转半径和钻臂旋转角度来确定。极坐标式钻臂确定孔位操作程序少,定位时间短,便于钻凿周边孔,但对操作程序的要求比较严格,司机操作的熟练程度对定位时间影响较大。 • 图13-3 极坐标式钻臂 1—回转机构 2—摆臂液压缸 3—平行液压缸 4—钻臂液压缸 5—臂杆 6—仰液压缸 7—摆角液压缸 8—托盘 9—推进器
(3)平行机构 为提高破岩效果,现代凿岩机广泛采用直线掏槽法作业,因而要求钻车能钻凿出平行炮眼,亦即钻臂在改变位置时要求推进器始终和初始位置保持平行。在凿岩台车上采用液压平行机构就可满足此要求。 液压平行机构利用缸径相同、相应腔相连的引导液压缸和俯仰液压缸,借助压力油来传递运动,以实现托盘在运动过程中的自动平行。如图13-4所示,当钻臂摆动△α角从I位运动到Ⅱ位时,迫使平行液压缸2的活塞杆伸出,将小腔的压力油排入俯仰液压缸5的小腔,使其活塞杆缩回同样长度,带动托盘反向摆动△α′角。合理选择两液压缸的安装位置可使△α=△α′,从而使托盘和推进器近似保持原来的水平位置。液压平行机构的特点是结构紧凑,重量轻,不受行程限制,适用于长钻臂、伸缩式钻臂。
图13-4 液压自动平行机构的工作原理 1—回转支座 2—平行液压缸 3—钻臂液压缸 4—钻臂 5—俯仰液压缸 6—托盘
(4)回转机构 1)齿条齿轮式回转机构 液压缸活塞杆末端有一齿条,通过齿条驱动齿轮旋转,齿轮与钻臂旋转轴相连,从而驱动钻臂旋转一周。一般多采用双齿条液压缸机构,使齿轮轴受力均匀,保证动作平稳。 2)液压缸圆盘式回转机构 利用两个液压缸驱动圆盘的偏心轴旋转,以完成钻臂的旋转动作。 3)液压马达—蜗轮副回转机构 通过液压马达驱动蜗杆—蜗轮副使蜗轮旋转,蜗轮与钻臂旋转轴相连,从而带动钻臂旋转。
二、CMJ-17型凿岩台车 1.概述 CMJ-17型凿岩台车结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪音低、功能多、效率高,适用于煤矿、黑色和有色等地下矿以及化工、铁路、水电等部门的巷道掘进工程。对工作面、顶板、侧帮、底板均能凿岩作业,装上短滑架还可以打锚杆孔。CMJ-17型凿岩台车的主要技术参数见表13-1。
图13-5 CMJ-17型凿岩台车外形图 • CMJ-17型凿岩台车的结构特点: (1)外形尺寸小,结构紧凑、功能多、效率高。车体宽1030mm,能通过2×2m2巷道,适应最大断面17.5m2。该机不仅能打掘进孔,还可打锚杆孔。对掌子面、顶板、侧帮、底板均能钻凿炮孔。装上短推进器打锚杆孔很方便。 (2)该车是模块式结构,可解体为四部分(即行走底盘、左右钻臂、动力部分、凿岩机构),拆装方便。
(3)双臂凿岩机动灵活。钻臂具有六种动作,能在工作面任意位置凿岩、补偿定位准确。(3)双臂凿岩机动灵活。钻臂具有六种动作,能在工作面任意位置凿岩、补偿定位准确。 (4)底盘为整体刚性组合履带行走。刚性底盘为焊接结构,整体性能好,刚性和强度大,是全机的基础。底盘后部的空腔为主油箱,底盘中部上面左右各安装一个钻臂座,承受左右钻臂凿岩结构的动载和静载。前部内腔装有两组行走操纵阀。通过拉杆将手柄集中安装在控制台,控制钻车的前进、后退和转弯。在底盘的前部左右各安装一个支腿,用于钻孔作业时保持整个钻车的稳定性和可靠性。行走采用液压马达驱动,经齿轮减速箱减速,带动链轮转动。最高行走速度为40m/min。液压马达与减速箱之间装有液压多片式制动器,为失效安全式,保证刹车安全可靠。
(5)钻臂采用轻型旋转钻臂,带行程倍比结构的推进器(行程倍比结构由推进液压缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳张紧装置组成)。推进液压缸行程为1065mm。最大钻孔深度为2130mm。(5)钻臂采用轻型旋转钻臂,带行程倍比结构的推进器(行程倍比结构由推进液压缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳张紧装置组成)。推进液压缸行程为1065mm。最大钻孔深度为2130mm。 (6)动力单一化,耗能低。从钻车行走与凿岩工况彼此独立出发,共用一台四联液压泵供油,其它动作分别集中单独操作,因此整机功率仅45kW,全部动力集中组成动力模块,分别用于四联泵、二联泵和空压机。 (7)液压系统先进。采用中高压系统、油路左右对称、系统保护齐全。凿岩系统采用逐步打眼机构,当开始凿孔时可缓慢冲击,待孔定位后可逐步加压到最大冲击能量,当凿岩终止时可自动停止。卡钎时也可自动停止凿岩和推进,待故障排除后可继续凿孔作业。在系统保护中有液位控制器,防止油位过低。油温控制器可防止油温过高。有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。
2.结构组成及工作原理 (1)结构及工作原理 CMJ-17型凿岩台车结构组成如图11-20所示,主要由钎头1、钎杆2、管路系统3、接杆套4、左凿岩模件5、右凿岩模件6、顶棚7 、底盘8、右履带9、左履带10、动力模件11、电气系统12等组成。 由动力供应系统即电源(包括高压电缆、变压器、低压电缆和电器开关箱)把动力源接入凿岩台车的防爆电机,由防爆电机驱动四联泵和二联泵把电能转化成液压能。凿岩台车行走时,油压打开多片式制动器,由液压马达经减速箱驱动链轮转动。凿岩时,首先由液压系统驱动两边的支腿稳定钻车,然后操纵钻臂动作选择孔位,通过补偿装置使推进器定位,操作凿岩钻孔系统,完成凿岩作业,供风水系统冲洗炮孔。
图13-6 CMJ-17型凿岩台车结构图 1—钎头 2—钎杆 3—管路系统 4—接杆套 5—左、右凿岩模件 6—顶棚 7—行走结构 8—动力模件 9—铭牌 10—电气系统
(2)行走机构 1)结构组成 如图13-7所示,车架体1为焊接的刚性底盘结构,是全机的基础。后部的内腔为凿岩台车的主油箱。前部左右两侧各安装一个液压缸稳定支腿12,供凿岩时支撑稳车用。车架体前部的上平面供安装左右钻臂座用,钻臂铰接在钻臂座上。车架体中部上平面安装有操纵阀架2,安装各种操纵阀。车架中部安装有司机座椅3,在司机座椅前部空挡处铰接有行走阀操纵杆。车架体后部上平面安装有泵站13,电动机16,冷却器17,隔爆电控箱15,副油箱14。副油箱下部与主油箱接通。泵站包括四联泵、二联泵、水泵及空压机、油雾器等,为安全起见泵站有网板箱形成防护罩盖。
图13-7 行走机构 1—车架体 2—操纵阀架 3—座椅 4—油箱 5—行走马达 6—驱动轮 7—履带架 8—履带张紧装置 9—履带 10—支重轮 11—导向轮 12—支腿 13—泵站 14—副油箱 15—隔爆电控箱 16—电动机 17—冷却器
车架体中部有两个左右隔开的内空腔,安装两个履带行走减速箱。左右履带行走结构是两个完全独立的机构。履带行走机构是由履带部件和减速机构组成。减速机构由一个二级直齿圆柱齿轮减速(装在车架中部的空腔内),一个液压制动器,一个行走马达5,驱动轮6 组成;履带部件包括履带9、张紧装置8、支重轮10、导向轮11、它们都安装在履带架7 上。左右履带架分别用螺栓固定在车架体的左右两侧。 2)工作原理 凿岩台车的履带行走由行走液压马达带动。当液压系统向行走马达供油时,同时向液压制动器中的液压缸供油,高压油推动活塞压缩弹簧则解除制动。此时行走油马达通过液压器、减速机构向驱动轮提供动力,带动履带使钻车前进、后退和转弯。
当液压系统不向液压马达供油时,液压制动器在弹簧力作用下,压紧制动片实现制动。当液压系统不向液压马达供油时,液压制动器在弹簧力作用下,压紧制动片实现制动。 履带的松紧程度靠涨紧液压缸调节,油压是通过高压黄油枪,由油嘴注入液压缸。凿岩台车的机重由履带架下的8个支重轮来支承。为防止履带松落,在液压马达上方安装有托链板与侧护板一起作为行走马达的防护罩。 (3)液压凿岩机构 液压凿岩机构主要包括钻臂、钻臂座、推进器和凿岩机等,如图13-8所示。 • 钻臂一端由销轴与钻臂座铰接,另一端与推进器摆动架转座铰接,钻臂座固定在钻车车架底座上。推进器由推进器摆动架2、导轨1、推进液压缸4、补偿液压缸3、液压凿岩机托板5 和钢绳缠绕机构组成。
钻臂水平回转的摆臂液压缸7,铰接与车架体和钻臂之间。由液压缸与活塞杆的相对往复运动,来完成钻臂绕钻臂座水平摆动的动作。钻臂水平回转的摆臂液压缸7,铰接与车架体和钻臂之间。由液压缸与活塞杆的相对往复运动,来完成钻臂绕钻臂座水平摆动的动作。 钻臂升降液压缸9铰接在钻臂座与钻臂之间。由活塞杆在其液压缸中的往复运动,支承钻臂的升降和起落。为保证钻臂升起后工作时的稳定性,在进油路上装了双向液压锁。为保证钻臂下落时的平稳性,在钻臂下落时的回油路上装了节流阀。推进器摆角液压缸12铰接于推进器摆动架转座与推进器摆动架之间。由于活塞杆在其液压缸中相对往复运动,故推进可绕转座作左右摆动。 • 推进器俯仰液压缸11铰接于钻臂的转动臂与推进器摆动架转座上,由于活塞杆在其液压缸中的往复运动使推进器完成俯仰动作。
图13-8 液压凿岩机构 1—推进器导轨 2—推进器摆动架 3—补偿液压缸 4—推进液压缸 5—凿岩机托板 6—液压凿岩机 7—摆臂液压缸 8—钻臂座 9—升降液压缸 10—钻臂 11—俯仰液压缸 12—摆角液压缸
第二节 巷道掘进机 • 煤巷掘进采用钻眼爆破法有不少缺点,如施工工序多,施工速度慢,劳动强度大,劳动效率低和围岩易受爆破的震动破坏等,随着采煤工作面机械化程度的不断提高,使采煤工作面的推进速度愈来愈快,因此,要求巷道的掘进速度也必须相应地提高,以实现采掘平衡,这样提高煤巷掘进机械化程度就是煤矿生产的要求和必须,采用较多的掘进机械是煤巷掘进机。 • 煤巷掘进机在掘进中,能将破煤、装煤、转载等工作集于一台机械完成,有的掘进机上还装有锚杆钻装机,可同时完成支护工作。它与钻眼爆破法相比,具有工序少,速度快,效率高,质量好,施工安全,劳动强度小等优点。
一、全断面巷道掘进机作业线 • 1、全断面巷道掘进机 • 全断面巷道掘进机的开发研究历史可以追溯到19世纪中叶,而与现在的掘进机大致相同的雏形则形成于20世纪50年代。目前全断面巷道掘进机在一些国家已进入了普及和提高阶段,应用也逐渐走向成熟。 • 我国从1965年开始研制全断面巷道掘进机,开发的EJ30取得了较好的使用效果,并在此基础上研制了EJ50,于1987年通过了技术鉴定。在山西古交矿区应用,月进尺达202m。但总的说来,我国的研究还有待于进一步加强。
全断面巷道掘进机的最大优点在于能够高速施工,且安全性好,超掘量小,支护容易。而最大的缺点在于不适应断层破碎带和软岩层。此外,为保证掘进的高速持续,需要有高效的排碴系统。围绕这些问题,近年来,日本有关公司进行了大量的开发与研究。全断面巷道掘进机的最大优点在于能够高速施工,且安全性好,超掘量小,支护容易。而最大的缺点在于不适应断层破碎带和软岩层。此外,为保证掘进的高速持续,需要有高效的排碴系统。围绕这些问题,近年来,日本有关公司进行了大量的开发与研究。 • 2、全断面岩巷掘进机作业线 • 全断面岩巷掘进机破碎的岩石,经主带式输送机、斜带式输送机、胶带转载机装入矿车,还可在胶带转载机后配备胶带输送机。 主机上配备锚杆钻机,在掘进的同时可钻锚杆眼和安装锚杆、实现临时支护,在距工作面20 m处进行喷射混凝土作业。当采用金属拱形支架时,该机上配备的环形支架安装机也可以在掘进破岩的同时安装支架。上述支
护形式,均可与掘进破岩平行作业,两种支护所用时间均小于掘进破岩时间,故均不占用循环时间,能充分发挥该机效率、实现快速掘进。护形式,均可与掘进破岩平行作业,两种支护所用时间均小于掘进破岩时间,故均不占用循环时间,能充分发挥该机效率、实现快速掘进。 全断面岩巷掘进机也存在一些问题,主要是掘进机庞大笨重、拆装时间长、转移运输不便、辅助作业时间长、机器作业率低、动力消耗大、刀具寿命短、掘进成本高,同时要求所掘巷道的曲率半径大。对我国煤矿巷道长度,特别是岩性变化、涌水、断层破碎等条件的适应性差,掘进速度明显偏低,其使用受到一定限制。 • 二、局部断面掘进机作业线 • 我国引进的悬臂式局部断面掘进机最早在煤巷中使用,后来随着功率的增大,局部断面掘进机也在半煤岩巷道中得到广泛推广应用。目前国内主要生产厂家已经研制成可切割硬岩的局部断面掘进机,在薄煤层回采巷道中实现了综合机械化掘进。
1、局部断面掘进机 局部断面掘进机能够把掘进中的破煤(岩)、装煤(矸)、转载等工作用一台机械完成,有的掘进机上还装有锚杆钻装机,可同时完成支护工作。与钻眼爆破法相比,具有工序少、速度快、效率高、质量好、施工安全、劳动强度小等优点。 我国20世纪80年代开始引进、消化国外设备技术,目前自主生产的掘进机质量稳定,技术性能处于世界先进水平。如南京晨光生产的ELMB系列,上海天地、佳木斯、太原煤科院、三一重工等企业生产的EBZ系列和EBJ系列,在各大煤业集团及一些矿业建设集团得到普遍使用。
掘进机的构造及工作原理大体相同,都属于部分断面巷道掘进机,它是用截杆(或称:臂)前端的截割头伸入煤(岩)体旋转破煤(岩),根据截割头布置方式的不同,悬臂式工作机构有横轴式和纵轴式两种。掘进机的构造及工作原理大体相同,都属于部分断面巷道掘进机,它是用截杆(或称:臂)前端的截割头伸入煤(岩)体旋转破煤(岩),根据截割头布置方式的不同,悬臂式工作机构有横轴式和纵轴式两种。 BLMB型煤巷掘进机由工作机构,装运机构,行走机构,喷雾系统和电气控制系统等部分组成,其构造如图(图13—9)所示。 图13—9 ELMB型巷道掘进机 1-截割头;2-托梁器;3-伸缩油缸;4-减速器;5-升降油缸;6-电动机;7-回转座;8-回转油缸;9-油箱与泵站; 10-电控箱;11-操纵台;12-司机座;13-刮板输送机;14-胶带机;15-导轨架;16-耙爪;17-铲板;18-铲板油缸;19-主机架;20-行走部;21-起重油缸;22-胶带机转座;23-胶带机升降油缸
(1)工作机构 工作机构由截割头、减速器、电动机、导轨架、回转座、回转油缸,升降油缸和推进油缸等部件组成。截割头上按螺旋形布置有30个截齿(图13—10)。截割头由一台55KW电动机经二级行星轮减速器带动,以56r/min的转速进行落煤或破岩。截割头、工作臂、电动机和减速器四个部件组成一个整体,利用推进油缸使截割部在导轨内作前后整体滑动,实现机体不动而截割头可自动钻进和回缩,滑动的最大行程为500mm,导轨架安设在回转座上,可随回转座同样转动,回转座是支承整个工作机构的承载部件,它通过回转轴承和底座固定在主机架上。利用升降油缸和回转油缸使截割部上下和左右运动,即可切割出所需要的巷道断面形状。
图13—10 工作机构 1-切割头;2-工作臂;3-行星减速器;4-电动机; 5-导轨架;6-推进油缸;7-升降油缸;8-回转座 • (2)装运机构 • 装运机构由组合铲板、耙爪式装载机、双边链刮板输送机和装运油马达等组成,装运机构的最大特点是装载和运输联动,刮板输送机的主动链由装在机头两侧的2台摆线液压马达驱动,通过刮板链带动刮板输送机尾链轮转动。然后传递到装载机构耙爪减速器的输入轴,耙爪减速器的输出轴带动装载部的耙爪运动,使耙爪以30次/min的速度不断地耙取落煤或矸石。
(3)转载机构 为使掘进机能向不同配套的运输设备卸煤,机器后安装有胶带转载机,转载机构由胶带输送机,输送机转座,升降油缸和回转油缸组成。输送机转座与掘进机主机架连接,转座由水平油缸推动可绕立轴向左右各摆动20o,以适应不同的卸载位置。安装在转载机后架下部的升降油缸,不仅支撑转载机,还可调节转载机的卸载高度,其调节范围为730~2160mm。转载机的主动滚筒是用一台摆线式液压马达直接驱动。 (4)行走机构 行走机构为履带式,由履带板、主链轮、导向轮、托链轮、支重轮、履带架及主机架等组成。左右履带架通过销轴与主机架联接,分别由一台内曲线大扭矩马达通过花键轴直接带动链轮再经履带板与驱动轮的啮合,实现履带的运动;通过操纵换向阀,可实现机器的前进,后退及左右转弯等动作。
正常情况下行走速度为2.86m/min,若空载调动机器时,可通过调节液压系统回路合流,将行走速度提高到5.04m/min正常情况下行走速度为2.86m/min,若空载调动机器时,可通过调节液压系统回路合流,将行走速度提高到5.04m/min (5)喷雾系统 为了防尘和降温的需要,该机装备了喷雾系统,包括内喷雾、外喷雾和引射器三部分,供水泵采用PB80/35型喷雾水泵,水泵输出的压力水经水门分成3条水路同时工作。 内喷雾的19个喷嘴按螺旋线布置在截割头上,截割头切割煤壁时,喷嘴也随截割头旋转,喷出的水雾渗进煤壁中,形成湿式切割,除降低煤尘外,还可大幅度降低刀齿温度,防止磨擦火花,确保生产安全,喷嘴工作水压为1.5MPa。 外喷雾布置在截割头后面的工作臂上,8个喷嘴呈马蹄形分布,喷出的水雾扩散后将截割头包围,以提高降尘效果,喷嘴工作水压为1MPa。
引射喷雾器由喷嘴、引射风筒、底板组成,压水由喷嘴射出时在风筒后部形成负压区,带有煤尘的空气被吸入并随水雾一起射向前方,引射喷雾器安装在工作机构导轨架前方的两侧,喷嘴工作水压为1MPa。引射喷雾器由喷嘴、引射风筒、底板组成,压水由喷嘴射出时在风筒后部形成负压区,带有煤尘的空气被吸入并随水雾一起射向前方,引射喷雾器安装在工作机构导轨架前方的两侧,喷嘴工作水压为1MPa。 (6)液压系统 掘进机的装运、行走、转载等各机构都采用液压传动。整个液压系统由一台45KW双输出轴电动机带动一台CBZ2063/032型和一台CBG1025/025型双联齿轮泵,2台双联齿轮泵分别向工作机构、行走机构、装运机构和转载机构4个液压回路供油,液压油采用N68号普通液压油,油采用容积为700L。 (7)电气系统 电气系统由KBJM-125/660矿用隔爆型兼安全火花型电气箱和LHJM矿用安全火花型操作箱组成。电气系统具有失压、过载、断相、短路、漏电闭锁保护和显示以及截割功率负荷显示功能,可保证掘进机安全可靠地使用。掘进机的总功率为100KW。
2、局部断面掘进机作业线 煤巷、半煤巷在采用局部断面掘进机进行掘进时,必须有一套与之相适应的机械运输设备,通常称之为“后配套”,后配套的合理性是影响巷道掘进速度和劳动生产效率的重要因素。目前常用的局部断面掘进机作业线有以下几种。 (1)掘进机——刮板输送机机械化作业线 该作业线的主要设备是综合掘进机和刮板输送机,是国内曾经采用较多的机械化作业线。掘进机截割下来的煤(岩)经装载机构,转载机卸给其下方的刮板输送机,经刮板输送机输送卸载到煤仓中或其他运输设备上。当刮板输送机与掘进机的桥式转载机配套使用时,需要将胶带小车拆掉,换上落地车,落地车轮骑在刮板输送机槽帮两侧,随掘进机向前掘进而沿槽帮运行。掘进机向前掘进达到桥式转载机的最大搭接长度后,需要停机接长刮板输送机。因此该作业线虽然在机器工作时能连续运输,但由于频繁接长刮板输送机,仍然存在间断运输,劳动强度大,占用人员多等问题,该作业线主要用于坡度变化大、长度较短的巷道。
(2)掘进机——可伸缩双向胶带输送机机械化作业线(2)掘进机——可伸缩双向胶带输送机机械化作业线 该作业线的主要设备是煤巷掘进机和可伸缩双向胶带输送机,是综掘机械化中最先进的一种,在大型煤矿的区段平巷掘进中得到了广泛使用,并取得很好的经济效果。掘进机切割下来的煤(岩)经装运机构、桥式转载机、可伸缩双向胶带机再卸至其他运输设备上,胶带输送机向外送煤的同时,胶带输送机的下胶带可向工作面运送各种材料,使上胶带出煤(矸)和下胶带(回空胶带)进料形成一个运输系统。为减少接长胶带辅助时间,胶带可储存100m的长度。掘进机在工作面向前掘进到桥式转载机的最大搭接长度以后,掘进机后退使其尾部与可伸缩胶带输送机尾部连接,同时将可伸缩胶带输送机的外段胶带输送机尾部与中间架部分的连接装置脱开。通过掘进机前移,将外段胶带输送机机尾部拖前12~15m,然后在预留的间隔空间中进行中间架的组装工作。 该作业线可充分发挥掘进机的生产效率,切割、装载、运输生产能力大,掘进速度快,上胶带出煤,下胶带运料,胶带延长速度快(每延长12m胶带仅需30min),并可利用伸缩胶带接长时间进行工作面永久支架安设工作,有效地利用掘进循环时间。
该机械化作业线主要适用于连续掘进、长度大于800m的独头巷道。该机械化作业线主要适用于连续掘进、长度大于800m的独头巷道。 (3)掘进机——梭式矿车(或仓式列车)机械化作业线 该作业线由煤巷掘进机、梭式矿车(或仓式列车)、电机车等几部分组成。掘进切割下来的煤经胶带转载机卸入梭式矿车(仓式列车),然后通过梭式矿车(或仓式列车)车厢底板上刮板输送机逐渐运向后部,直至均匀装满仓车,然后由电机车牵引至卸载地点。 该机械化作业线不能连续作业,掘进机效率不能充分发挥,因此,它适用于装卸地点距离较短的巷道,此外,还要求井下设有卸载点。 • (4)掘进机——吊挂式胶带转载机——矿车、电机车机械化作业线 • 该作业线对采用金属支架永久支护、矿车运输的小断面巷道较为适用。为了提高掘进效率,减少调车次数和调车停机时间,在巷道转弯半径允许的前提下尽量先用长度较大(可容8~10辆矿车)的吊挂式胶带转载机。
吊挂式胶带转载机一端与掘进机相连,另一端通过行走导轮吊挂在巷道顶板专设的单轨梁上,随掘进机向前掘进,吊挂胶带转载机随着一起向前移动。 该机械化作业线不能实现连续作业,掘进机工时利用率低,掘进速度与其他机械化作业线相比较低。另外,永久支架的安装质量要求比较严格,辅助工程量较大,多在输送机运煤系统未建成前采用。 三、连续采煤机作业线 1、连续采煤机 连续采煤机是房柱式采煤的主要设备。它与掘进机结构上的不同之处在于其截割滚筒多为横轴式,宽度较大,由液压缸控制上下摆动,可一次掘出宽4 m左右的巷道。随着英、美等国将前进式开采改为后退式开采,连续采煤机逐步被用于煤巷掘进并取得很高进尺。用于掘进时,它与一般掘进机使用上的不同之处在于:巷道掘进机用于单一巷道掘进,
而连续式采煤机则是多巷道同时掘进并可实现掘锚装运平行作业。 2、连续式采煤机作业线 如图13-11所示,连续采煤机在第一条巷道作业的同时,锚杆机在第三条巷道打眼和安装锚杆。当向前掘进一段距离后,连续采煤机转移到第二条巷道,而锚杆机转移到第一条巷道安装锚杆。梭擎运行路线如图中虚线所示,往返于连续采煤机和给料破碎机之间,依次进行循环作业。在工作面作业人员基本相同的情况下,一台连续采煤机的掘进量相当于三台掘进机的掘进量。
A B 图13-11 连续式采煤机掘进作业线 A一连续采煤机;B一锚杆机
四、局部断面掘进机生产线与连续式采煤机生产线比较四、局部断面掘进机生产线与连续式采煤机生产线比较 在综掘生产线中,由于支护作业是在空顶情况下进行的,支护的安全性受巷道顶板条件制约。当巷道顶板条件较好时,可以获得较大的空顶距,掘进与支护之间的影响相对较小;巷道顶板条件不好时,就必须缩短空顶距、缩小循环进尺以保证支护作业的安全,导致掘进速度下降。这也是综掘生产线总体掘进速度不能令人满意的一个主要原因。