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摘 要 目前，某煤层巷道掘进速度较慢，为提高单进速度，使得悬臂式掘进机充分适应煤层巷道掘进要求，应对该掘进机切割机构、装载机构及液压系统进行相应技术改进。
关键词 掘进机；技术改进；单进速度
中图分类号 TD421.5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)031-0201-01
现阶段，某矿采掘生产工作主要在9号煤层进行。目前，9号煤综掘工作面巷道主要支护形式为锚杆支护，所使用掘进机型为悬臂式掘进机，月进尺平均为400m左右，难以满足实际采掘衔接要求。除十分复杂的矿山地质条件是影响掘进速度的主要因素之外，掘进机配置是否合理也是影响掘进速度的直接原因。由于工作面支护作业与截割不能平行作业，加之配置不合理，使得掘进机停机较频繁，割、装、运煤速度较慢，严重影响了综掘机械化的发挥。要在确保支护质量前提下提高进尺生产速度，则须在掘进机上从如下几方面作出改进。
1 对截齿进行技术改进
1）对截齿进行技术改进。9号煤层主要特点为煤层厚度平均为1.4m左右，设计巷道毛高为2.2m，净高为2.1m，需切割0. 8m左右的底砰（岩），且在实际掘进施工过程中，每条掘进巷道都有不同程度的断层或无炭柱。而目前掘进机切割系统切割效率较低，时间长，截齿损耗率高，目前其损耗率为2.5m/个。经实际检验证明，现所使用的截齿硬度不能满足9号煤层的掘进工作需要，须提高其硬度。目前，掘进机切割头上主要使用的是带合金头的镐形截齿。尽管近年来研究人员对镐形截齿进行了深人研究，制造工艺也有了极大的改善，通过采用新的焊接技术、增大合金头直径和提高截齿头部抗磨性等新方法大大改善了镐形截齿的耐用性，但是仍然解决不了镐形截齿无法经济切割硬岩的问题。现阶段，国外采矿科研部门研究开发出一种新型切割刀具—圆盘截割刀，并且在硬岩掘进中成功使用了该刀具，这就为硬岩截割提供了一种新的解决办法。这种圆盘切割刀具采用滚压破岩原理，不仅可以提高掘进机的截割硬岩的能力，而且还可以增加截割头的寿命。经过研究人员测试发现，小盘径圆盘截割刀具的切痕较小，达到相同切割深度所需的力比普通盘形截割刀具要小得多，而且小盘径圆盘截割刀具还具有体积小、重量轻、易操作等特点。因此，对小盘径圆盘截割刀具的研制，对于提高悬臂式掘进机硬岩截割能力具有重大意义，所用截齿应采用小盘径圆盘切割刀具。
2）采取冲击振动辅助截割方式。为了提高悬臂式掘进机的截割效率，在辅助截割方面应采取冲击振动辅助截割方式。冲击振动辅助截割是一种利用惯性原理，通过在普通的悬臂式掘进机截割机构部分增加一激震部件，利用一定频率和振幅的冲击来改善截割效果，以提高掘进机截割能力的一种新技术。经在部分煤矿掘进机上的使用证明，使用该机构，掘进机的破岩效率可提高30%，同时掘进比能耗显著降低，应采取冲击振动辅助截割方式。
3）采用双速切割电机。对于掘进机来说，当截割煤层时，因截割阻力较小，这时需要提高截割速度来提高生产率；当截割研石时，截割阻力较大，为避免截割电动机过载，同时也为减少截齿损耗，这时应降低截割速度，同时增大截割单刀力。如进行改进，则须改进为恒功率双速切割电机，这种方法采用电动机调速，调速方便且高、低速时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，以提高掘进机切割机构的破岩能力。目前，三一重型装备有限公司研制的EBZ132型掘进机采用了这种截割电机，切割电机功率132/75kw，切割头转速47/23.5rpm，最大/可经济切割岩石单向抗压强度70/50Mpa，整机截割能力明显增强，使用效果良好。
2 对装载机构进行技术改进
装载机构的设计要与整机相匹配，为保证悬臂式掘进机的最大生产率，装载机构的生产率应大于切割机构的生产率。目前，该矿所使用的EBZ132型悬臂式掘进机装载机构形式为三齿星轮式，其生产率难以满足切割机构的生产率。如采用耙爪式装载机构，则有如下优点：能调整耙爪运动轨迹，将煤准確运至中间刮板输送机，生产率高、结构简单，使用可靠、耐用，应选用耙爪式装载机构。
3 对液压系统进行技术改进
1）提高额定压力、改进配套装置。针对目前9号煤掘进过程中存在问题，还需对掘进机液压系统进行技术改进。对于在9号煤层的掘进施工来说，由于9号煤层掘进巷道属半煤（岩）巷，其液压系统在设计上存在着额定压力较小的缺陷，导致在割煤过程中切割臂摆动速度慢、吃刀浅，现应将其油泵电机功率增大，以提高其液压系统额定压力，同时对液压系统各类装置进行配套改进，以增大切割臂割煤力度、提高割煤速度。
2）对回转台进行改进。该掘进机回转台机构在设计上存在着缺陷，在9号煤回采工作面回风巷道的掘进施工过程中，根据设计要求还须每隔80m掘一个长7.5m、深为2.3m的瓦斯抽放钻场。在使用掘进机进行钻场施工过程中，由于施工断面大（最大断面可达6m2），常因回转台左右摆动超过极限位置而导致回转油缸活塞缸体损坏，为避免此类事故，应对其进行相应技术改进。在回转台液压回路中增加限位保护装置，当回转台即将摆至极限位置时，触动限位保护，使得回转台不能继续摆动，从而起到保护回转油缸的目的。
4 结语
通过以上各项技术改进的具体实施，EBZ132型悬臂式掘进机将会更加充分适应某矿煤层巷道掘进实际要求，加快其单进速度。
参考文献
[1]王虹，李炳文.综合机械化掘进成套设备[M].徐州:中国矿业大学出版社.
[2]涂兆平,王世良.EBZ-55悬臂式煤巷掘进机的改进[J].江西煤炭科技,2007,3.
[3]任海平,张文豪.EBZ-132悬臂式掘进机水系统改进[J].山西焦煤科技,2010,34:3.
关键词 掘进机；技术改进；单进速度
中图分类号 TD421.5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)031-0201-01
现阶段，某矿采掘生产工作主要在9号煤层进行。目前，9号煤综掘工作面巷道主要支护形式为锚杆支护，所使用掘进机型为悬臂式掘进机，月进尺平均为400m左右，难以满足实际采掘衔接要求。除十分复杂的矿山地质条件是影响掘进速度的主要因素之外，掘进机配置是否合理也是影响掘进速度的直接原因。由于工作面支护作业与截割不能平行作业，加之配置不合理，使得掘进机停机较频繁，割、装、运煤速度较慢，严重影响了综掘机械化的发挥。要在确保支护质量前提下提高进尺生产速度，则须在掘进机上从如下几方面作出改进。
1 对截齿进行技术改进
1）对截齿进行技术改进。9号煤层主要特点为煤层厚度平均为1.4m左右，设计巷道毛高为2.2m，净高为2.1m，需切割0. 8m左右的底砰（岩），且在实际掘进施工过程中，每条掘进巷道都有不同程度的断层或无炭柱。而目前掘进机切割系统切割效率较低，时间长，截齿损耗率高，目前其损耗率为2.5m/个。经实际检验证明，现所使用的截齿硬度不能满足9号煤层的掘进工作需要，须提高其硬度。目前，掘进机切割头上主要使用的是带合金头的镐形截齿。尽管近年来研究人员对镐形截齿进行了深人研究，制造工艺也有了极大的改善，通过采用新的焊接技术、增大合金头直径和提高截齿头部抗磨性等新方法大大改善了镐形截齿的耐用性，但是仍然解决不了镐形截齿无法经济切割硬岩的问题。现阶段，国外采矿科研部门研究开发出一种新型切割刀具—圆盘截割刀，并且在硬岩掘进中成功使用了该刀具，这就为硬岩截割提供了一种新的解决办法。这种圆盘切割刀具采用滚压破岩原理，不仅可以提高掘进机的截割硬岩的能力，而且还可以增加截割头的寿命。经过研究人员测试发现，小盘径圆盘截割刀具的切痕较小，达到相同切割深度所需的力比普通盘形截割刀具要小得多，而且小盘径圆盘截割刀具还具有体积小、重量轻、易操作等特点。因此，对小盘径圆盘截割刀具的研制，对于提高悬臂式掘进机硬岩截割能力具有重大意义，所用截齿应采用小盘径圆盘切割刀具。
2）采取冲击振动辅助截割方式。为了提高悬臂式掘进机的截割效率，在辅助截割方面应采取冲击振动辅助截割方式。冲击振动辅助截割是一种利用惯性原理，通过在普通的悬臂式掘进机截割机构部分增加一激震部件，利用一定频率和振幅的冲击来改善截割效果，以提高掘进机截割能力的一种新技术。经在部分煤矿掘进机上的使用证明，使用该机构，掘进机的破岩效率可提高30%，同时掘进比能耗显著降低，应采取冲击振动辅助截割方式。
3）采用双速切割电机。对于掘进机来说，当截割煤层时，因截割阻力较小，这时需要提高截割速度来提高生产率；当截割研石时，截割阻力较大，为避免截割电动机过载，同时也为减少截齿损耗，这时应降低截割速度，同时增大截割单刀力。如进行改进，则须改进为恒功率双速切割电机，这种方法采用电动机调速，调速方便且高、低速时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，以提高掘进机切割机构的破岩能力。目前，三一重型装备有限公司研制的EBZ132型掘进机采用了这种截割电机，切割电机功率132/75kw，切割头转速47/23.5rpm，最大/可经济切割岩石单向抗压强度70/50Mpa，整机截割能力明显增强，使用效果良好。
2 对装载机构进行技术改进
装载机构的设计要与整机相匹配，为保证悬臂式掘进机的最大生产率，装载机构的生产率应大于切割机构的生产率。目前，该矿所使用的EBZ132型悬臂式掘进机装载机构形式为三齿星轮式，其生产率难以满足切割机构的生产率。如采用耙爪式装载机构，则有如下优点：能调整耙爪运动轨迹，将煤准確运至中间刮板输送机，生产率高、结构简单，使用可靠、耐用，应选用耙爪式装载机构。
3 对液压系统进行技术改进
1）提高额定压力、改进配套装置。针对目前9号煤掘进过程中存在问题，还需对掘进机液压系统进行技术改进。对于在9号煤层的掘进施工来说，由于9号煤层掘进巷道属半煤（岩）巷，其液压系统在设计上存在着额定压力较小的缺陷，导致在割煤过程中切割臂摆动速度慢、吃刀浅，现应将其油泵电机功率增大，以提高其液压系统额定压力，同时对液压系统各类装置进行配套改进，以增大切割臂割煤力度、提高割煤速度。
2）对回转台进行改进。该掘进机回转台机构在设计上存在着缺陷，在9号煤回采工作面回风巷道的掘进施工过程中，根据设计要求还须每隔80m掘一个长7.5m、深为2.3m的瓦斯抽放钻场。在使用掘进机进行钻场施工过程中，由于施工断面大（最大断面可达6m2），常因回转台左右摆动超过极限位置而导致回转油缸活塞缸体损坏，为避免此类事故，应对其进行相应技术改进。在回转台液压回路中增加限位保护装置，当回转台即将摆至极限位置时，触动限位保护，使得回转台不能继续摆动，从而起到保护回转油缸的目的。
4 结语
通过以上各项技术改进的具体实施，EBZ132型悬臂式掘进机将会更加充分适应某矿煤层巷道掘进实际要求，加快其单进速度。
参考文献
[1]王虹，李炳文.综合机械化掘进成套设备[M].徐州:中国矿业大学出版社.
[2]涂兆平,王世良.EBZ-55悬臂式煤巷掘进机的改进[J].江西煤炭科技,2007,3.
[3]任海平,张文豪.EBZ-132悬臂式掘进机水系统改进[J].山西焦煤科技,2010,34:3.