煤礦掘進(jìn)機(jī)大角度巷道開口煤運(yùn)系統(tǒng)和裝備技術(shù)

　　導(dǎo)語：

　　巷道拐彎開口是掘進(jìn)過程中經(jīng)常遇到的問題，如何提高拐彎角度較大情況下的作業(yè)效率，提升掘進(jìn)機(jī)械化效率，是困擾現(xiàn)場施工的一項(xiàng)難題。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《煤礦掘進(jìn)機(jī)大角度巷道開口煤運(yùn)系統(tǒng)和裝備技術(shù)》，采用“拋物線中心立軸旋轉(zhuǎn)法”，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎，一運(yùn)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載不撒煤，經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用，效果良好!

　　一、研究背景

　　現(xiàn)在國內(nèi)外掘進(jìn)巷道大角度拐彎開口的形式主要有人工風(fēng)鎬開口、炮掘開口、掘進(jìn)機(jī)端煤開口等幾種形式，掘進(jìn)效率情況如表1所示。

　　表1 掘進(jìn)效率對比表

　　現(xiàn)在一般的掘進(jìn)機(jī)及皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)只能滿足正負(fù)25°左右拐彎掘進(jìn)，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行大角度拐彎開口時(shí)，就會出現(xiàn)2個(gè)問題：第一個(gè)問題是掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎會發(fā)生二運(yùn)機(jī)架會與掘進(jìn)機(jī)尾部機(jī)架等部件的干涉、擠壓、破壞。第二個(gè)問題是，即使二運(yùn)機(jī)架不會與掘進(jìn)機(jī)尾部的機(jī)架部件發(fā)生干涉、擠壓和破壞，掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎后，掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)(一運(yùn))運(yùn)出的煤炭也不能落的二運(yùn)皮帶上，不能形成正常煤流轉(zhuǎn)載。需要研究解決上述問題。

　　二、研究內(nèi)容

　　技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)研究，利用幾何學(xué)和運(yùn)動學(xué)理論，找到了可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎一運(yùn)和二運(yùn)轉(zhuǎn)載不撒煤的方法——“拋物線中心立軸旋轉(zhuǎn)法”。

　　圖1 工作原理圖

　　1.以掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)連接柱為基礎(chǔ)，加長連接臂，有母臂和子臂，有錐盤、垂直擺動裝置等。

　　2.在二運(yùn)機(jī)架下面安裝可以水平旋轉(zhuǎn)和垂直擺動15°的立軸系統(tǒng)。

　　3.將掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)機(jī)頭加高了120mm。

　　4.接煤斗為變高度接煤斗。

　　煤流拋物線計(jì)算L=402mm;主要強(qiáng)度計(jì)算，n=6左右。

　　經(jīng)過加工、截割、焊接、鉆孔、烤漆等許多工序，歷時(shí)一個(gè)多月制造完成。

　　圖2 地面試驗(yàn)1

　　圖3 地面試驗(yàn)2

　　圖4 井下試驗(yàn)

　　三、現(xiàn)場應(yīng)用

　　2019年9月-11月進(jìn)行了掘進(jìn)機(jī)開口大角度拐彎煤流轉(zhuǎn)載裝備地面試驗(yàn)、改進(jìn)和井下工業(yè)性試驗(yàn)。于2019年11月25日4點(diǎn)-27日8點(diǎn)在某礦N3軌順進(jìn)行了本項(xiàng)目的工業(yè)性試驗(yàn)，一次試驗(yàn)成功，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)與二運(yùn)的0~90°拐彎，以及掘進(jìn)機(jī)與二運(yùn)的煤流滿負(fù)荷順利轉(zhuǎn)載，得到了一致好評。