煤矿掘进机大角度巷道开口煤运系统和装备技术

导语：

巷道拐弯开口是掘进过程中经常遇到的问题，如何提高拐弯角度较大情况下的作业效率，提升掘进机械化效率，是困扰现场施工的一项难题。本期转化果平台推荐的《煤矿掘进机大角度巷道开口煤运系统和装备技术》，采用“抛物线中心立轴旋转法”，实现掘进机大角度拐弯，一运和二运转载不撒煤，经过现场应用，效果良好！

一、研究背景

现在国内外掘进巷道大角度拐弯开口的形式主要有人工风镐开口、炮掘开口、掘进机端煤开口等几种形式，掘进效率情况如表1所示。

表1  掘进效率对比表

现在一般的掘进机及皮带转载机结构和生产系统只能满足正负25°左右拐弯掘进，当掘进机进行大角度拐弯开口时，就会出现2个问题：第一个问题是掘进机大角度拐弯会发生二运机架会与掘进机尾部机架等部件的干涉、挤压、破坏。第二个问题是，即使二运机架不会与掘进机尾部的机架部件发生干涉、挤压和破坏，掘进机大角度拐弯后，掘进机刮板输送机（一运）运出的煤炭也不能落的二运皮带上，不能形成正常煤流转载。需要研究解决上述问题。

二、研究内容

技术人员经过反复研究，利用几何学和运动学理论，找到了可以实现掘进机大角度拐弯一运和二运转载不撒煤的方法——“抛物线中心立轴旋转法”。

图1  工作原理图

1.以掘进机二运连接柱为基础，加长连接臂，有母臂和子臂，有锥盘、垂直摆动装置等。

2.在二运机架下面安装可以水平旋转和垂直摆动15°的立轴系统。

3.将掘进机一运机头加高了120mm。

4.接煤斗为变高度接煤斗。

煤流抛物线计算L=402mm；主要强度计算，n=6左右。

经过加工、截割、焊接、钻孔、烤漆等许多工序，历时一个多月制造完成。

 

图2  地面试验1

 

图3  地面试验2

 

图4 井下试验

三、现场应用

2019年9月-11月进行了掘进机开口大角度拐弯煤流转载装备地面试验、改进和井下工业性试验。于2019年11月25日4点-27日8点在某矿N3轨顺进行了本项目的工业性试验，一次试验成功，实现了掘进机与二运的0~90°拐弯，以及掘进机与二运的煤流满负荷顺利转载，得到了一致好评。