中型掘进机设计(截割部主体部)
66页1、1 1 绪论绪论1.11.1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。按照国家有关技术政策,根据煤种、产状、开采方式和地区煤炭资源供需情况,以及地理条件规定的可采厚度下限,称最低 可采厚度。达到可采厚度的煤层称可采煤层。煤层厚度分级一般分为:薄煤层,小于 或等于 1.3 米;中厚煤层,1.33.5 米;厚煤层,大于 3.5 米。厚度超过 8 米的称为 特厚煤层。中型掘进机是我国目前井下用量最大的一种掘进机 中型掘进机机重小于 50 t,主要 用于煤岩硬度60 MPa 的煤巷及半煤岩掘进,机型以 EBJ 一 120TP、EBZ150 等机型为主, 与重型掘进机相比具有机身矮、重心低、结构紧凑、可靠性高、操作简单和维护方便的 特点。 随着我国煤炭采掘业的不断发展,中厚煤层所占比例逐年减少,地质条件复杂的薄 煤层开采逐渐成为煤炭行业的主攻方向。据悉,我国重点煤矿薄煤层的产煤量几乎占总 产煤量的 50%,而传统的薄煤层炮掘效率一直很低,由于一般的煤矿掘进机因高度问题而 无法进入,开采效率一直困扰着我国煤炭事业的发展。因此调整掘进机相关参数,充分 利用矮机身
2、掘进机体积小,重量轻,装卸方便等特点,使其适应薄煤层煤矿的工作情况。矮机身中型掘进机主要解决薄煤层中巷道快速掘进问题,其中应解决元部件可靠性、 截割稳定性、行走准确性和控制系统的安全性等几个关键问题,提高国产掘进机在薄煤 层的破岩能力和整机性能,这可以提升国产掘进机在我国掘进机研制领域的主导地 位提高薄煤层巷道掘进的工作效率,逐步结束薄煤层掘进机依赖进口的历史。因此具 有重要的意义。1.21.2 掘进机简介掘进机简介掘进机是煤矿井下巷道施工的主要掘进设备,根据截割头与截割臂的结构形式,掘 进机可分为两类:纵轴式掘进机和横轴式掘进机。我国于 1962 年开始掘进机的研制工作, 最初是模仿前苏联的产品,机身轻、功率小、性能差,因而未能被广泛的应用。八十年 代我国与国外公司合作制造了 AM50 及 S100 型掘进机,这两种机型现已成为国内市场的 主导产品;同时,国内掘进机的研制步伐也在加快,先后研制了 EBJ-132, EBJ-160, ELMB-55, EBH-132, EJ-70 等各种机型。 纵轴式掘进机是一种部分断面隧道掘进机,在工作时,它的截割臂可以上下及左右 自由摆动,能截割任
3、意断面形状的隧道,并且可以前进、倒退及转向,截割下来的石碴 由装碴和输送机构送到机器尾部,装到有轨小车或自卸汽车上运送到洞外,纵轴式掘进 机主要由截割装置、截割臂、回转台及输送装置等组成。 横轴式掘进机主要由截割头、工作臂、装碴铲板、回转台、驾驶室、中间输送机、 行走机构、液压系统、电气系统和喷雾降尘系统等组成,横轴式掘进机在工作时,其截割臂可以作上下及左右摆动,由于纵轴式掘进机在工作中良好的截割性能、整机调运灵 活及可截割不同巷道面等优点,故在煤矿及隧道等工程中得到了广泛的应用。掘进机实 物如下图所示。图 1.1 横轴式掘进机 图 1.2 纵轴式掘进机1.31.3 国内外研究现状国内外研究现状1.3.11.3.1 国外掘进机发展现状国外掘进机发展现状 国外先进掘进机广泛用于硬度低于 f8 的半煤岩采掘巷道的掘进,并扩大到岩巷。最 近的重型机不移位截割断面达到 35-42,多数机型能在纵向横向的斜坡上工作,2m168 截割功率 300kW,机重 100t 以上,切割岩石硬度可达到 f12。国外新推出的掘进机可以实现推进方向和断面监控、电机功率自动调节、离机遥控 操作及工况监测和故障诊断
4、等机电一体化功能,机电一体化已成为掘进机发展趋势。掘 进机主机可以配套机载锚杆钻臂系统、支护系统以及除尘系统等,掘进机多功能一体化 也是一种发展趋势。近 10 年来,掘进机已向综合机组发展,并已显示出卓越的高产高效 功能,发展日新月异。1.3.21.3.2 国内掘进机发展现状国内掘进机发展现状 我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂是掘进机与单体锚杆钻机配套作业线, 也称为煤巷综合机械化掘进,在我国国有重点煤矿得到了广泛应用,主要掘进机械为悬 臂式掘进机。 我国掘进机研究始于 20 世纪 60 年代主要经历了引进、消化吸收和自主研制 3 个 阶段。20 世纪 60 年代,以 30-50KW 的小功率掘进机为主,研究开发和生产使用都处于试 验阶段。80 年代初期,我国淮南煤机厂(先重组为凯胜重工)引进了奥地利奥钢联公司 AM50 型掘进机,佳木斯煤机厂(先隶属于国际煤机)引进了日本三井三池制作所 S-100 型掘进机,通过对国外先进技术的引进,消化,吸收,推动了我国综掘机械化的发展。 但当时引进的掘进机技术属于 70 年代的水平,设备功率小,机重轻,破岩能力低及可靠 性差,仅适合在条件
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