EBH315Q掘进机在赵庄矿的应用

王小龙

(晋能控股装备制造集团 金鼎山西煤机有限责任公司，山西 晋城 048006)

0 引言

目前,赵庄矿使用EBZ260掘进机进行岩巷作业,机重为90 t,适用于截割岩石单向抗压强度≤80 MPa的软岩巷道掘进,在80 MPa～100 MPa的硬岩巷道使用时,破岩效果差,割矸前需放震动炮,掘进效率低,配件损耗高,日进尺仅为1.8 m。为解决当前岩石比例及硬度呈上升趋势造成采掘比例失调难题,金鼎公司研制了一种机重129.5 t、总功率515 kW、最大输出扭矩为150 kN·m的特重型横轴式EBH315Q硬岩掘进机,机型为国内同功率最大,采用碾压式切割工艺,转速低、扭矩大,破岩能力强,工作效率高,设备损耗小,在赵庄矿大断面硬岩掘进工作面使用[1,2]。

1 EBH315Q掘进机主要技术参数及特点

EBH315Q掘进机结构如图1所示。

1-截割机构;2-装载机构;3-机架;4-行走机构;5-液压系统;6-电气系统;7-刮板输送机;8-标牌总成;9-防护总成;10-供水系统

1.1 主要技术参数

外形尺寸(m) 13.62×3.08×2.51;

地隙(mm) 300;

切割卧底深度(mm) 225;

龙门高度(mm) 400;

接地比压(MPa) 0.22;

机重(t) 129.5;

截割功率(kW) 315;

经济切割煤岩硬度(MPa) ≤100(局部≤120);

最大可掘高度(m) 5.5;

最大可掘宽度(m) 6.7;

适应巷道坡度(°) (纵向)±16,(横向)±8;

供电电压(V) 1 140;

行走牵引力(kN) ≥500。

1.2 主要技术特点

(1) 横轴式截割头旋转方向与截割电机的旋转方向垂直,截割产生的反作用力作用在法线方向,这种受力形式可以充分依靠机身自重减少振动,工作稳定性高,破岩硬度可达f12。

(2) 割矸前无需放震动炮,可避免爆炸扬尘、冲击波、噪声和产生刺激性气味,作业环境好,安全系数高。

(3) 齿轮齿条式回转机构采用非金属材质平面支撑,截割振动小;截割牵引力比油缸推拉式回转机构提高40%以上,且回转牵引力始终保持恒定。

(4) 配备外循环强制冷却润滑系统,解决了截割减速器发热严重、局部极限位置无法实现润滑的难题,使减速器在各种工作状态下其各级齿轮、轴承均能得到良好的润滑和冷却。

(5) 可编程控制的自动集中润滑系统,通过对铰接销轴、油缸、回转台及关键部位轴承润滑,明显降低保养维护工作量,提高了机械部件的使用寿命。

(6) 稳定微调机构,可以实现后支撑装置在摆动底板上约300 mm的滑动距离,从而实现整个机器的摆动动作,避免频繁调机。

2 工作面概况

2.1 巷道断面及支护情况

赵庄矿一盘区1102回风巷,设计为全岩巷,于主煤层底板往下7 m～12 m层位掘进,掌面受厚度不一K6灰岩影响,岩体硬度为f8～f10(局部达f11),断面为矩形,宽5.5 m,高4.2 m,巷道断面积为23.1 m2,长度为2 190 m。巷道采用树脂加长锚杆锚固挂钢筋网,锚索补强组合支护并喷C20混凝土,喷射厚度为150 mm。顶锚杆布置每排6根,排距为1 000 mm,间距为900 mm;顶锚索布置每排2根,间距为1 800 mm,距帮为1 600 mm,锚索排距为2 000 mm。帮锚杆布置排距为1 000 mm,每帮1排4根;锚杆间距为900 mm,靠近顶上的1根帮锚杆距顶板300 mm,起锚高度为800 mm,超过800 mm时必须补打1根帮锚杆。

2.2 劳动组织、掘进工艺及运输方式

连掘准备队采用四六制生产,三个生产班(7人/班)、一个检修班(13人/班),组织各工种相结合的方式进行作业,包括隐患处理及运料任务3人,定岗司机、看守风机、移动变压器人员、验收员及跟班干部等,每天下井人数约55人。

掘进工艺为:交接班→安全检查→校对激光(根据地测科中线通知单进行施工)→延长皮带→清人设置警戒→割、装、运矸(备料)→退机组→敲帮问顶→进钻车→敲帮问顶→临时支护→永久支护→清理浮矸→喷浆→自检验收→进行探煤、防治水预测等施工→进行下一个循环。

运输方式为:采用EBH315Q型掘进机及其配套设备完成割矸和装矸工序后,由机组一运、二运转载到运载能力为800 t/(h)的1 m运输皮带运出。

2.3 使用情况

从9月21日投运后,EBH315Q掘进机在1102回风巷日平均进尺为5.5 m,同等使用条件下,EBZ260掘进机日平均进尺仅为1.8 m,日均提效3.7 m,效率提升300%。经过3个多月的使用,EBH315Q掘进机从开始使用到渐渐熟悉,从慢慢摸索到熟练掌握,机组司机操作逐渐熟练、掘进机检修日益完善、割矸工艺流程日渐成熟。11月17日以来,每天进尺一直保持在7.5 m以上,11月21日当天进尺更是突破9 m,充分说明采用横轴式掘进机,通过依次截割小块岩石从而由点及面的割矸方式,可以极大地提高破岩能力和截割效率。在经济效益方面,按掌面不小于2.5 m厚K6灰岩条件下,EBH315Q掘进机1年掘进约2 100 m,每米进尺损耗截齿5个左右,共损耗10 500个截齿,每个截齿价格为330元,全年截齿共需耗资346.5万元。3个月以来,EBH315Q掘进机未更换过大件。在相同条件下,EBZ260掘进机每月消耗包括截齿和更换大件费用在70万元左右,全年耗资840万元,使用EBH315Q掘进机比EBZ260掘进机每年可节约费用400万元左右。社会效益方面,尤其在全岩大断面巷道,EBH315Q掘进机截割岩石硬度高、破岩能力强、割矸效果好、故障率低、机电成本低、安全系数高、劳动环境优,还可以有效降低作业者的劳动强度,大幅缩短成卷周期,缓解当前采掘比例失调的局面。

2.4 EBH315Q掘进机在使用中存在的问题

(1) 掘进机左截割头与截割减速器连接处油封损坏,造成截割减速器内无油,轴承抱死;耐磨环焊接不牢,割矸时易脱落。

(2) 掘进机的截割电机、截割减速器、油箱的冷却系统采用串联冷却方式,当某一部位出现堵塞情况,会造成整体冷却系统工作不正常。

(3) 掘进机截割头采用10个螺栓与截割减速器固定,截割头上的10个螺栓孔与其内部花键的相对位置不一致,即截割减速器上的螺栓孔与截割头上的螺栓孔为一一对应关系,不具备通用性,且截割减速器内部结构较复杂,更换截割头费时费力。

3 结语

从目前EBH315Q掘进机实际使用情况来看,破岩能力强,安全系数高,生产效率更是明显提高,但仍受设计缺陷、配件质量和对设备熟悉程度等影响,今后需从以下几个方面改进:

(1) 建议将掘进机截割电机、截割减速器、油箱的冷却系统水管由串联方式改为并联方式连接。

(2) 掘进机截割头耐磨环直接焊接在截割头上,耐磨环损坏后,需将整个截割头更换,更换成本高,建议将耐磨环通过螺栓连接的方式固定在截割头上。

(3) 当巷道出现K6灰岩等硬岩时,掘进机铲板、小溜、压链块、转盘、大链等配件磨损严重,建议将上述配件材质更换为耐磨性强的材料,增加配件耐磨性。