EBH315Q掘進機在趙莊礦的應(yīng)用

王小龍

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

0 引言

目前,趙莊礦使用EBZ260掘進機進行巖巷作業(yè),機重為90 t,適用于截割巖石單向抗壓強度≤80 MPa的軟巖巷道掘進,在80 MPa～100 MPa的硬巖巷道使用時,破巖效果差,割矸前需放震動炮,掘進效率低,配件損耗高,日進尺僅為1.8 m。為解決當前巖石比例及硬度呈上升趨勢造成采掘比例失調(diào)難題,金鼎公司研制了一種機重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硬巖掘進機,機型為國內(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,工作效率高,設(shè)備損耗小,在趙莊礦大斷面硬巖掘進工作面使用[1,2]。

1 EBH315Q掘進機主要技術(shù)參數(shù)及特點

EBH315Q掘進機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1-截割機構(gòu);2-裝載機構(gòu);3-機架;4-行走機構(gòu);5-液壓系統(tǒng);6-電氣系統(tǒng);7-刮板輸送機;8-標牌總成;9-防護總成;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;

龍門高度(mm) 400;

接地比壓(MPa) 0.22;

機重(t) 129.5;

截割功率(kW) 315;

經(jīng)濟切割煤巖硬度(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

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

(2) 割矸前無需放震動炮,可避免爆炸揚塵、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)機構(gòu)采用非金屬材質(zhì)平面支撐,截割振動小;截割牽引力比油缸推拉式回轉(zhuǎn)機構(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)強制冷卻潤滑系統(tǒng),解決了截割減速器發(fā)熱嚴重、局部極限位置無法實現(xiàn)潤滑的難題,使減速器在各種工作狀態(tài)下其各級齒輪、軸承均能得到良好的潤滑和冷卻。

(5) 可編程控制的自動集中潤滑系統(tǒng),通過對鉸接銷軸、油缸、回轉(zhuǎn)臺及關(guān)鍵部位軸承潤滑,明顯降低保養(yǎng)維護工作量,提高了機械部件的使用壽命。

(6) 穩(wěn)定微調(diào)機構(gòu),可以實現(xiàn)后支撐裝置在擺動底板上約300 mm的滑動距離,從而實現(xiàn)整個機器的擺動動作,避免頻繁調(diào)機。

2 工作面概況

2.1 巷道斷面及支護情況

趙莊礦一盤區(qū)1102回風(fēng)巷,設(shè)計為全巖巷,于主煤層底板往下7 m～12 m層位掘進,掌面受厚度不一K6灰?guī)r影響,巖體硬度為f8～f10(局部達f11),斷面為矩形,寬5.5 m,高4.2 m,巷道斷面積為23.1 m2,長度為2 190 m。巷道采用樹脂加長錨桿錨固掛鋼筋網(wǎng),錨索補強組合支護并噴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800 mm時必須補打1根幫錨桿。

2.2 勞動組織、掘進工藝及運輸方式

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

掘進工藝為:交接班→安全檢查→校對激光(根據(jù)地測科中線通知單進行施工)→延長皮帶→清人設(shè)置警戒→割、裝、運矸(備料)→退機組→敲幫問頂→進鉆車→敲幫問頂→臨時支護→永久支護→清理浮矸→噴漿→自檢驗收→進行探煤、防治水預(yù)測等施工→進行下一個循環(huán)。

運輸方式為:采用EBH315Q型掘進機及其配套設(shè)備完成割矸和裝矸工序后,由機組一運、二運轉(zhuǎn)載到運載能力為800 t/(h)的1 m運輸皮帶運出。

2.3 使用情況

從9月21日投運后,EBH315Q掘進機在1102回風(fēng)巷日平均進尺為5.5 m,同等使用條件下,EBZ260掘進機日平均進尺僅為1.8 m,日均提效3.7 m,效率提升300%。經(jīng)過3個多月的使用,EBH315Q掘進機從開始使用到漸漸熟悉,從慢慢摸索到熟練掌握,機組司機操作逐漸熟練、掘進機檢修日益完善、割矸工藝流程日漸成熟。11月17日以來,每天進尺一直保持在7.5 m以上,11月21日當天進尺更是突破9 m,充分說明采用橫軸式掘進機,通過依次截割小塊巖石從而由點及面的割矸方式,可以極大地提高破巖能力和截割效率。在經(jīng)濟效益方面,按掌面不小于2.5 m厚K6灰?guī)r條件下,EBH315Q掘進機1年掘進約2 100 m,每米進尺損耗截齒5個左右,共損耗10 500個截齒,每個截齒價格為330元,全年截齒共需耗資346.5萬元。3個月以來,EBH315Q掘進機未更換過大件。在相同條件下,EBZ260掘進機每月消耗包括截齒和更換大件費用在70萬元左右,全年耗資840萬元,使用EBH315Q掘進機比EBZ260掘進機每年可節(jié)約費用400萬元左右。社會效益方面,尤其在全巖大斷面巷道,EBH315Q掘進機截割巖石硬度高、破巖能力強、割矸效果好、故障率低、機電成本低、安全系數(shù)高、勞動環(huán)境優(yōu),還可以有效降低作業(yè)者的勞動強度,大幅縮短成卷周期,緩解當前采掘比例失調(diào)的局面。

2.4 EBH315Q掘進機在使用中存在的問題

(1) 掘進機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)無油,軸承抱死;耐磨環(huán)焊接不牢,割矸時易脫落。

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

(3) 掘進機截割頭采用10個螺栓與截割減速器固定,截割頭上的10個螺栓孔與其內(nèi)部花鍵的相對位置不一致,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,更換截割頭費時費力。

3 結(jié)語

從目前EBH315Q掘進機實際使用情況來看,破巖能力強,安全系數(shù)高,生產(chǎn)效率更是明顯提高,但仍受設(shè)計缺陷、配件質(zhì)量和對設(shè)備熟悉程度等影響,今后需從以下幾個方面改進:

(1) 建議將掘進機截割電機、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) 掘進機截割頭耐磨環(huán)直接焊接在截割頭上,耐磨環(huán)損壞后,需將整個截割頭更換,更換成本高,建議將耐磨環(huán)通過螺栓連接的方式固定在截割頭上。

(3) 當巷道出現(xiàn)K6灰?guī)r等硬巖時,掘進機鏟板、小溜、壓鏈塊、轉(zhuǎn)盤、大鏈等配件磨損嚴重,建議將上述配件材質(zhì)更換為耐磨性強的材料,增加配件耐磨性。