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煤矿综掘机机载支护装置及增压装置的研制与应用

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成果主要完成人

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项目概况

立项背景:

作为煤矿井下巷道掘进的核心设备,综合掘进机对煤矿的安全生产发挥着至关重要的作用。晓南矿井下的七个掘进工作面均采用EBZ200型半煤岩综合掘进机,掘进施工工艺循环为:截割→退机→敲帮问顶→临时支护→永久支护→再截割。在施工中,发现临时支护和永久支护过程中存在人员劳动强度大,效率较低二方面问题。

主要做法:

为提高掘进施工效率,降低人员作业强度,确保安全生产。晓南矿结合掘进工作面实际情况,研制了二项提效装置:

通过分析和设计,研制了掘进机机载临时支护。它由接顶内梁、接顶外梁、旋转内臂、旋转外臂组成支撑体,由伸缩缸、调角缸、内置缸、旋转缸,提供伸展、折叠的动力,由五联阀组、分流集流阀、双向锁、板式平衡阀及各种胶管、接头组成液压控制系统,从掘进机联阀组件取油,通过五联阀组控制各缸体动作。通过受力计算,确定其承载范围,并对薄弱处进行补强。

通过设计和选型,研制了掘进机增压装置。它由增压器、减压阀、压力表、安全阀等液压元件组成。掘进机联阀组件出口油压为16Mpa~18Mpa,经减压阀螺旋微调减压,液压油流经增压器,依靠其内部活塞面积的不同,产生增压,达到紧固锚索的压力,安全阀为整个高压部分提供保护。

创新亮点:

机载支护是以掘进机截割部为平台进行安装,能够自由随掘进机行走,以掘进机系统本身的双联柱塞泵提供动力,以多路控制阀控制各部的动作,实现液压机械的一体化。它从根本上改变了传统临时支护的功能和形式,通过有效的给顶板主动施加初撑力,避免了工人在空顶区作业,增加了锚护作业时工作人员的安全性,实现了锚网、钢筋梯的机械化敷设,降低了工人的劳动强度。机载临时支护装置用时展开,不用时折叠,液压缸驱动,操作简易、方便,减少了支护辅助时间,提高了效率。进行拓展后,可与不同品牌、型号掘进机有机结合,亦不影响掘进机自身性能。

增压装置是在掘进机原有的液压系统的基础上,进行扩充。就近直取联阀组件油路,先通过减压阀调压,再通过增压器达到预紧锚索所需的压力,达到高效、、安全、省力的目的。

实施应用前后效益情况对比:

传统的临时支护工艺人员劳动强度大,效率较低,存在安全隐患,每月每队人工费用2.7万元;机载支护工艺为主动支护,人员劳动强度低,效率高,安全,每月每队人工费用0.675万元。

传统方式为锚索施加预应力时,采用人工手压泵,费时又费力,每月每队人工费用4500元;采用增压装置为锚索施加预应力时,省力高效,每月每队人工费用900元。

可推广应用范围:

在煤炭行业的各矿井,使用综合掘进机的工作面,都可以推广使用。