综掘机技术应用(共23页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上新元矿建井期间高产高效综掘技术的应用我公司现担负着国家级重点工程阳泉煤业集团新元矿的建设,自进入回风井平巷工程的施工以后,利用炮掘和耙岩机的施工方式已无法满足新元公司的投产要求，为早日实现投产，经多方研究论证，并考虑到新元公司矿井断面大，巷道为半煤岩，决定运用S200M综掘机（趴坡能力：16度；截割硬度：80MPA；截割范围：高约2.45.1米；宽约36.5米；功率：高速200 KW；低速130KW。适用于煤巷和半煤岩巷道）。此综掘机为目前国内最先进的综掘机，在集团公司初次投入使用。为了高效率的利用综掘机，首先必须对立井提升系统进行改造。立井提升系统是矿井生产的瓶颈，

2、它的好坏，直接影响到矿井的生产能力。新元矿回风井就是利用立井提升系统，从井口至井底距离为506米。原主提升采用2JK3.5/15.5型提升机，电机功率为500KW，提升容器使用1吨矿车单层双车临时罐笼，翻罐笼使用转笼式翻罐笼，矿车使用1.0吨矿车，提升钢丝绳使用18737170-特，是按8个普掘工作面的生产能力设计。如采用综掘机施工，原有提升系统不能满足生产需要，必须解决提升能力，因此，经多方研究决定对提升系统进行第二次改造。其次，需要解决综掘机的下放问题，保证下放的安全，省时省力。再次，要解决供电、出煤系统。最终解决快速支护、高速掘进，达到高产高效的目的。自2004年9月份投入使用第一台S2

3、00M综掘机，至目前已累计投入使用三台,经过一年多的生产实践,各方面取得卓有成效的成果, 平均月进200米，最高月进尺达到230米，80%的巷道都能达到优良。在工程施工中基本完成了质与量的飞跃。第一部分 提升系统的改造首先考虑的是第一种方案：方案1、对罐笼、套架、翻罐笼、钢丝绳、绞车全部进行更换。即罐笼改为1吨双车双层罐笼，矿车不更换，更换套架，钢丝绳改为18746170-特。18746170-特钢丝绳每米绳重8.323kg/m，钢丝绳悬挂长度为530m,绳重为4.4T，破断力为151T；罐笼重6T，1T矿车自重为0.592T，最大载重量为1.8T，此时钢丝绳的最大静张力：4.4+6+（1.8

4、+0.592）4=19.968T2JK3.5/15.5绞车最大静张力为17T，19.968T 17T,绞车不符合要求,因此必须将绞车更换为2JK4/20加强型(最大静张力为24T)。18746170-特钢丝绳安全系数为:提物料时151/19.968=7.567.5,钢丝绳符合要求。提人时按每罐20人每人重量75Kg计(1.5T),此时钢丝绳最大静张力为:4.4+6+1.5=11.9T 151/11.9=12.69钢丝绳符合要求。若采用方案1，施工工期很长，至少需要2个月的时间，为避免井下长期停产，制定并采用了以下方案2：方案2、对原有罐笼进行加固，对绞车电机、矿车、钢丝绳、翻罐笼进行更换。绞车

5、电机由原来的500KW改为800KW，矿车改为1.5吨非标矿车，钢丝绳改为18740170-特18740170-特每米绳重6.252kg/m，钢丝绳悬挂长度为530m,绳重为3.3T，破断力为113.5T；1.5T矿车自重0.718T,最大载重量2.7T,此时钢丝绳的最大静张力：3.3+3+（2.7+0.718）2=13.136T13.136T7.5,钢丝绳符合要求。提人时按每罐20人，每人重量75Kg计(1.5T),此时钢丝绳最大静张力为:3.3+3+1.5=7.8T 113.5/7.8=14.59钢丝绳符合要求。500KW电机的提升能力为7.435T,800KW电机的提升能力为12.77T

6、,此系统静张力差为13.136-3-0.7182=8.7T,绞车静张力差为11.5T,所以更换为800KW电机能满足要求。对罐笼的校核基本数据 ：1T矿车单层双车罐笼侧体各杆件、物理几何性质。杆件名称型钢名称横截面积惯性矩抗弯模数内竖杆加强槽钢14a21.95mm273.3（Iy）16.3（Wy）罐笼自重： Q0=3000kg1.5t矿车自重：Q2=720kg1.5t矿车载矸重量：Q3=2700kg 罐笼载重：Q1=2（Q2+ Q3）=6840kg（1）侧体荷载：每根弦梁的均布荷载集度为M罐体弦梁数，M=4=每根弦梁计算长度，即外竖杆重心间距，=470cm罐笼最大静载重，按两辆矿车及矸石重量计

7、算，每个车轮施加到钢轨上的集中力为：车轮通过钢轨传给横梁的力，就等于横梁在结点施加给该梁的力，把钢架视为三跨连续梁。如图，这是一个二次超 静定结构，利用对称性，取半个结构，如图，此为一次超静定结构，用力法计算。 式中、分别代表单位多余未知力=1和荷载P0单独作用于基本结构时，A点沿X1方向的位移，它们由图乘法得如下： 式中EI钢轨的抗弯刚度=92.5cm =10cm =180cm =2=17100N将和代入式得于是可知横梁作用于弦梁的力为：P1、P2及q即为所求侧体载荷。侧体内力计算：罐笼落到罐座上时 （2）罐笼由链条提升时侧体竖杆在罐笼提开时受力最大。为保证足够的安全系数，对内竖杆槽钢14进

8、行了加强，两侧各焊接了铁板，则横截面，。安全系数：侧体内竖杆在加强后，安全系数能满足要求。（2）链的计算。作用在每根链条上的荷载为： 取载荷不均匀系数K=1.33则每根链的计算荷载为：P1=KP1|=1.3330284=40278N链用20号钢，=3.0cm，许用拉应力 链的拉应力： 合格。（3）三角挂板，挂板为45号钢上孔承受下孔考虑力的不均匀性，取不均匀系数1.33，则下孔荷载为上孔挤压应力： 为孔径，为厚度。安全系数： 故安全。下孔的挤压应力：为下孔直径。安全系数为： 故安全。（4）销轴的计算：销轴为45号钢，作用于销轴的力为中间截面弯矩最大，其值为：弯曲应力： 合格。剪切应力： 安全系

9、数： 故安全。挤压应力： 故安全。因此，罐笼符合要求。方案比较： 时间方面：采用方案1，更换套架及绞车需重新打基础、重新安装，工程完工时间最快为60天，井下需要长期全面停产，并且套架的设计和绞车的定制至少需要2个月。采用方案2，只对原罐笼进行加固，更换钢丝绳、绞车电机最多只用3天。时间节省55天以上。提升能力方面：按原来提升系统，每小时只能提30方，按方案1，每小时能提40方，而按方案2，每小时则能提能提45方。方案1、2都能满足生产，方案2比方案1提升能力还要大。经济方面：采用方案1主提升绞车费用需要380万元、更换罐笼费用需20万元、钢丝绳费用需20万。更换套架费用100万元、安装绞车费用

10、100万元，总计费用为620万元。采用方案2加固罐笼需用费用1万元、更换钢丝绳费用需要20万元、更换电机只需安装费用2万元。翻罐笼更换费用2万元、更换下来的1吨矿车我公司其它项目部准备购进，只需办转租手续、150辆1.5吨矿车费用60万元。总计费用需85万元。经比较，决定采用方案2对提升系统进行改造，在原有的井上、井下套架的基础上只对罐笼进行加固，矿车采用1.5吨非标矿车。整个系统改造过程。只利用了三天时间。第二部分 下放及安装第一台综掘机到位后，首先在井上进行了试组装，下井时，制定了严密的技术措施。综掘机下放采用2JK3.5/15.5型提升机运输，提升机钢丝绳型号为18740170特。由于S

11、200M综掘机由于部分零部件体积大、最重件达9.7吨，而考虑罐笼内尺寸4.31.22m、电机牵引力不大于8吨、钢丝绳承载不超过16.2吨、罐笼重3.2吨、钢丝绳重3吨、平板车重0.5吨、两辆重车重6.8吨、封口盘主罐口最大4.71.75m（拆罐道）、最小4.71.35（不拆罐道），因此下放必须分为2类：第一类：由罐内下放这部分有后支承拖座、后支承支承器、后支承二运回转台、电控箱、操作台、泵站、第一运输机前溜槽、第一运输机后溜槽、第二运输机中间溜槽（3件）、第二运输机升降油缸、截割头升降油缸、截割头回转油缸、铲板升降油缸、后支承升降油缸、第二运输机回转油缸、第二运输机支架机构、铲板部、行走部。以

12、上部件中，后支承支承器需配重2辆空车（1.06+3.2+3+0.5-1.4-3.2=3.16吨8），后支承二运回转台需配重2辆空车（1.2+3.2+3+0.5-1.4-3.2=3.3吨8），电控箱需配重2辆空车（2.5+3.2+3+0.5-1.4-3.2=4.6吨8），泵站需配重2辆空车（2.4+3.2+3+0.5-1.4-3.2=4.5吨8），第一运输机前溜槽需配重2辆空车（2.25+3.2+3+0.5-1.4-3.2=4.35吨8），第一运输机后溜槽需配重2辆空车（1.3+3.2+3+0.5-1.4-3.2=3.4吨8），铲板部可分为3件，按每件4吨考虑，则需配重2辆空车（4+3.2+3+

13、0.5-1.4-3.2=5.6吨8）。行走部可分为2件，按每件4.85吨考虑，则需配重2辆重车（4.85+3.2+3+0.5-6.8-3.2=1.55吨8）。第二类： 拆掉罐笼直接用主提绳下放这部分有本体、截割部、回转架、后支承前横梁、第二运输机后部溜槽、第二运输机前部溜槽。以上部件中，本体需配重2辆空车（6+3-1.4-3.2=4.4吨8）。截割部需配2辆重车：截割部重9.7吨，9.7吨+钢丝绳重3吨=12.7吨电机静张力差最大不超过8吨配重：12.7-8=4.7吨则罐笼内最少装载：4.7-3.2=1.5吨按有利条件考虑罐笼内装货6.8吨，6.8吨+3.2吨=10吨则绞车静张力12.7-10

14、=2.7吨。2辆重车重6.8吨，下货时将2辆重车作为配重物，则绞车静张力为12.7-6.8-3.2=2.7吨8吨。钢丝绳安全系数为/12700=8.97.5，符合规程要求。以上部件中，回传架需配重2辆空车（2.3+3-1.4-3.2=0.7吨8），后支承前横梁需配重2辆空车（3.4+3-1.4-3.2=1.8吨8），第二运输机后部溜槽不需配重（1.3+3-3.2=1.1吨8），第二运输机前部溜槽不需配重（1.65+3-3.2=1.45吨8）。下放部件具体步骤第一类部件下放：直接将部件装到平板车上并推到罐内下放，按配重方案配重。第二类部件下放：此类部件均由副罐绳下放。1）、工具准备（1）、下放前

15、将四辆中的两辆大平板车运到井下等候运输部件，两辆大平板车在井上等候运输部件。（2）、测量罐笼顶部三角联接尺寸，用61924.5155钢丝绳和25绳卡做两副绳环悬挂设备使用。同时用14#槽钢制作两套滑架在下放部件时将稳绳与副提绳用滑架连接来稳定部件，准备两套绳环在下放后回副提绳时将副提绳与稳绳连接作为软滑架用来防止副提绳摆动，同时准备6辆平板车或矿车在回绳时吊于副提绳上防止绳溜到天轮平台。（3）、检查55型8吨安全梯稳车，刹车及信号必须完好。（4）、在井下车场副道距井底20米处安装一部JD11.4KW调度绞车，做好拖移下放设备的准备。2）、设施装备、拆罐将副罐提到井口用罐座托住，井口40KW绞车

16、绳通过滑轮组与罐顶固定，用40KW绞车将副罐拖移出井口。拆离罐笼的挂链、保险绳，用钢丝绳将副提绳与井口套架梁固定，防止拆罐时副提绳滑至天轮平台。然后拆除副罐侧井上、井下硬罐道。3）、下 放用绳环（用61924.5155钢丝绳制作）将行走部捆绑好，用16吨吊车将其放置到大平板车上并推到井口，使副提三角件与行走部捆绑绳环连成一体。在井口南侧地上横放一根6米长直径200mm的圆木，将大平板车用钢丝绳与圆木固定住，防止平板车被拖进井内。同时将安全梯钢丝绳与物件连接好。井下将两辆重车推进主罐并固定好。一切就绪后，通知信号工给绞车发“慢上”信号，速度要控制在0.10.3米/秒，将物件慢慢提起，然后信号工给

17、稳车发松绳信号，最终将物件送至井口正上方。再将物件慢慢下放使三角件与井口套架横梁相平后，解下安全梯钢丝绳，并将稳绳与物件用滑架连接起来。通知信号工给绞车发“慢下”信号，绞车的运行速度不得超过3米/秒，在井口及井底处，速度要控制在0.10.3米/秒，全过程必须匀速运行。部件下到井下后，将小绞车钩头与部件捆绑绳环连接，用小绞车将部件拖到马头门，再用井底车场上方预先挂好的绳环和10T倒链将部件吊起，把部件放在平板车上固定好，井上将矿车推出主罐笼。然后使主罐下到井下，副提绳提上来。截割部用此方法下放。其它部件也用此方法，只是配重不同。整个下放过程只用了两个小班，井下其他工作面即恢复了生产。安装地点上方

18、打不少于五根锚索，用来起吊重物。先将各零部件按安装顺序摆在巷道前后，然后将行走部及本体就位，再将其它零部件按装配图安装上。整个安装过程安装人员要听从设备生产厂家的技术人员的指挥。安装只用了三天时间，此工作面就恢复了生产。第三部分 配套形式S200M型掘进机配备胶带输送机进行截割、装、转、运连续掘进作业，皮带机型号为SSJ800/240F型。井下配置移动变电站，移变为KBSGZY-500/6000型，供电电缆为MY370+135型。移动变电站每1000米移一次。为满足综掘机的生产能力，专门在井底设计施工了一个容积为270m3的煤仓。通风采用230KW风机，1m胶质风筒，供风距离500m。综掘机供

19、水采用40KW、扬程为100m、流量为20m3的卧泵，供水管路为2寸钢管，水源为井底巷道顶板及立井的涌水，并在车场做一60m3的清水池。第四部分 施工工艺施工中采用一掘一锚的方式，每循环进度为2m。利用八点班检修、延长皮带，四点班、零点班掘进。劳动组织定员表 地点 人数 班次工种综掘工作面零点班八点班四点班工长111安全员111支护工888机修工131掘进机司机111信号工222送饭工111皮带司机222记核员111合计182018总计56备注劳动组织定员按各队组80出勤配备，“三八”制作业。施工时队干按实际出勤人数及工作任务情况合理分配。第五部分 施工中遇到的问题在施工中，因巷道淋头水及综掘

20、机降尘降温的供水，巷道内积水较多，综掘机经常处于淤泥中，排水问题必须妥善解决，否则无法掘进。因此施工中在巷道内做了水仓，先用风泵将水排进水仓，再用卧泵排出巷道。因新元矿是高瓦斯矿井，工作面需有足够的风量，因此必须采用230KW以上的风机，保证工作面最少有500m3/min的风量，风机距工作面不要超过500米，从而解决因瓦斯超限而造成的停电、误工。在半遇岩、煤巷施工，岩石硬度在6度以下时综掘机截割发挥最大效用，当岩石硬度超过6度时，掘进困难，截齿损坏严重，在施工过程中，曾遇过地质构造带，遇到全岩，硬度系数为7，每天掘进速度最多为2米，因此采取了放震动炮的方式，使岩石破裂，再用综掘机截割，每天能掘

21、进6米。掘进的速度是最终需要解决的问题，综掘机掘进时间只占1/4，其余时间都是支护时间。要有进度，必须多上钻，多配备打眼工。每班至少配备两部风钻，两部锚索钻，八个打眼工。第六部分 转移工作面在施工完一个巷道后需要退到另一巷道施工，因为井下操作环境差，从拆卸到安装需用半个月时间。因此采用拆除皮带直接退综掘机，然后再进行皮带恢复的方法。这样退出1500米的巷道只用了三天时间，节省了12天。第七部分 施工管理 （一）、操作制度 为保证综掘机的正常使用，能发挥出最大效用，在应用和日常维护上制定了以下规章制度。 1、 综掘机司机必须经过专门技术培训，考试合格，持证上岗；熟悉掌握S200M综掘机的机器的结

22、构、性能、动作原理及其供电系统、液压系统，并懂得S200M综掘机的一般维护保养和故障处理知识。2、 掘进机必须配备正副两名司机，正司机操作，副司机负责监护。3、 开机前必须认真对供水供电系统、机器机械部位、液压系统等各环节进行全面检查，并试运转。认真检查照明灯的光亮度是否符合要求；喷雾是否正常使用；截齿是否齐全完整；操作手把是否灵活可靠。仔细检查综掘机周围环境、顶板支护是否安全可靠，风筒吊挂是否完好。 经检查确认机器正常，环境周围无安全隐患后，方可发出开车信号，开始操作。4、 不得超负荷操作，严格按照作业规程进行截割，根据不同性质的煤岩，确定最佳的截割方式。5、 发现下列情况之一，必须立即停机

23、：a 照明灯亮度不符和要求b 没有冷却、喷雾水时c 急停按钮有一处不起作用，延时报警失灵时d 液压系统蹦管或漏油严重时e 冒顶、片帮、铲板上有大块时f 危及人身、设备安全，有瓦斯突出征兆或瓦斯超限时g 机械运转声音异常；电器保护不起作用时。6、司机操作时要集中精力，操作平稳，看好中腰线，掌握好巷道断面规格。7、 截割头必须在旋转状态下，才能截割煤岩。不得带负荷启动，推进速度不宜太大，禁止超负荷运转。8、 掘进机行走时，必须将铲板和后支撑全部抬起，截割时二者必须全部放在地板上以增强机身的稳定性。9、 操作液压手柄时要缓慢。要经过中间位置，例如：机器行走由前进改为后退时，要经过中间的停止位置，再改

24、为后退。操作其他手柄也一样。10、 机器移动时不允许截割，这样会加大切割载荷，会造成切削减速器损坏；行走时要注意拖移电缆，水管不被损坏。11、 设备停止工作时，截割头回缩，铲板落地。12、 机电操作方面注意事项:1)开机前必须提前3分种发出警报，作业时在其迎头、两侧不得有人，停机后要及时闭锁。2）一旦发生紧急情况，必须用紧急停止开关，立即切断电源。3）掘进机在未断电之前，司机不得离开，掘进机司机离开操作台和掘进机在非割煤状态时必须停机闭锁，断开电器控制回路和掘进机上的隔离开关。4）检修维护工作必须在掘进机停止闭锁后，断开在安全情况下，在支护可靠的地方进行。4）掘进机更换大部件时，所用导链的负载

25、能力必须大于部件重量，导链要挂在牢固可靠的支护上。5）机器停运时，闭锁开关后,禁止任何人在机器各部位下面作业，如确需要在切割臂、铲板、刮板机、皮带运输机等部位下维修时，必须打木垛防止意外下落。6）割煤时必须设专人看护掘进机后拽电缆，保证电缆能自由拖动。7）煤时必须设专人在转载机皮带卸载处看护，随时观测卸载情况，发现异常应及时向司机摆灯停机。（二）维护检查制度一 综掘队每小班设一名专职维护工，负责对综掘机进行日常检查维护，保证综掘机正常使用。二 每日大班要保证不少于3个小时的集中检修，并认真做好检修记录。三 主要检查事项： 1液压系统：1开动油泵检查系统工作压力，对各升降部位，回转部位进行实验。

26、看其动作是否灵活，油泵有无异常声音和异常温升现象。2检查各管路的接头是否紧固，有无渗漏现象。发现问题要及时处理和更换。更换液压胶管或处理接头要防止污染进入系统。3检查油箱、减速器油量及异常声响和温升，油量不足要及时增加，对于油箱、减速器注油，要用滤网漏斗和专用抽油器。油冷却器进口侧的水量，应保证油箱的温度在10-70度范围之内。4检查液压马达有无异常音响和温升现象。检查各部闸阀有无漏油现象，发现问题及时处理。 2机械系统：1试运转综掘机检各机械部位及减速器有无异常音响和温升现象。查详细检查各部位固定螺栓，如发现短缺和松动，应及时用相同螺栓补齐，并用力紧固。2检查截割部：如有截齿磨损，损坏。要及

27、时更换新截齿。检查齿座有无裂纹及磨损，截割头紧定螺栓的防松要可靠。3检查行走部：履带的涨紧程度是否正常，履带板有无损坏，螺栓有无松动，各转动轮有无松动。4对各润滑部位注油，应按量进行，并保持清洁卫生。润滑剂和液压油只允许使用规定合格的油脂，不准混用和带用。3运输系统：1铲板部：检查修补耙爪的磨损部位，衬套类有无松动，检查耙爪园盘的密封，检查轴承的温度。2运输部：链条的涨紧程度是否合适，检查刮板、链条的磨损、有无松动、破损。检查链轮的磨损及有无破损，从动轮的回转是否正常。4供电系统：1检查拖移电缆有无磨损过量、破口等，并确保其能在机器后面自由移动，且电缆要挂好、不准拖地。2电控箱及其它电器设备必

28、须由专职电修工进行检修，严格按照井下电气操作规程进行。3检查各电气按钮是否灵敏可靠，启动报警是否清晰可靠5供水系统：1打开喷雾开关，观察工作压力，喷嘴是否有损坏堵塞现象。冷却水要用清洁的矿井水，并检查过滤器，清洗过滤器内的脏物，。如有损坏及时更换2检查供水管路，是否有漏水及破损现象，如有损坏及时更换。四每月末对设备进行一次全面检查：1、检查液压箱的油质，观察其颜色透明度杂物等，不符和标准必须更换。2、对机器各部进行调整：（1） 运输机链条的调整（2） 履带的涨紧调整（3） 液压部分溢流阀的设定值的调整（4） 第二运输机皮带的调整3、对磨损严重的部件进行全面更换五认真做好检修记录，交技术部备查。

29、第八部分 综掘机应用的效益（一）、经济效益在改造前期考虑到整个罐笼、以及套架完全更换，预计需要两个月的时间完成，实际改造节省了620-85=535万元的资金（见10页）。同时因未停产而增加工作量5002=1000万元（每月平均工作量500万元）。这样使整个改造过程减少经济损失1535万元。因转移工作面节省12天，以每天8米，每米单价7000元计，则减少损失67万元。以前使用炮采及耙岩机施工时,每月单头掘进最多打100米,而使用机掘后随着操作水平及维护技术的不断加强,每月单头掘进平均200米,施工进度增加了一倍。以煤巷每米单价7000元，月进200米计算，每年可增加工作量840万元。三台综掘机共

30、增加工作量2520万元。按相同的进尺计算，炮掘单头每月还需增加80*30=2400个工，每工77.44元，则每头每月节省人工费18.5万元。三台综掘机每年可节省人工费666万元。因此，使用综掘机全年总经济效益为1535+67+2520+666=4788万元。（二）社会效益自从使用综掘机以来,月末工程验收品级优良率同以前相比有所提高,使用综掘机作业比炮采作业巷道成型好, 大大减少了炸药爆破对巷道煤壁、顶板的破坏作用,减少支护困难,并且综掘机、皮带机的投入使用也很大程度避免了炮采、耙岩机施工使用矿车因运输路线过长、矿车通行受阻、落道而出矸不便,方便了一系列工程施工,同时也给顶板管理及小巷运输方面带来安全保障,避免了放炮警戒方面意外事故的发生,同时综掘机作业减少了炮采施工中乳化炸药爆破时带来的有害气体,为保护职工的健康起到良好作用。安全生产得到了更好的保障。随着进尺增多、效益日渐改善,工人人均收入也随之稳定增长,形势的好转促使了公司的壮大，增加了社会闲散劳动力的就业机会,同时随着工程进度加快,也为新元公司能够早日投产打下基础。为集团公司的持续发展奠定了基础。山西宏厦建筑工程第一有限公司2005年12月5日专心-专注-专业