第八章掘进机械.docx

第八章掘进机械 本章培训与考核要点 了解掘进机的分类； 熟悉掘进机的基本参数及常用掘进机的主要技术特征； 熟悉掘进机的结构及安全保护装置； 掌握煤矿安全规程对掘进机工作面生产环境的要求。 第一节掘进机概述 由于采煤工作面综合机械化的迅速发展，使采煤速度大大加快，要求巷道的掘进速度也必须相应提高，才能使采掘配套。掘进机是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。掘进机与钻眼爆破和机械装载的传统方法相比，具有以下显著优点 1掘进速度快，与炮掘相比较，其掘进速度平均可提高11.5倍，功效平均提高12倍，巷道成本可降低30～50， 2能够保证巷道的稳定性。使用掘进机时，巷道的围岩不受爆破的破坏，有利于巷道的支护。 3减少岩石冒落及瓦斯突出的危险，有利于安全生产和通风管理。 （4减少了巷道的超控量和支护作业的充填量，减少不必要的工程量。 5改善了劳动条件，减轻了工人的体力劳动。 一、掘进机的分类 掘进机的类型很多，可按其使用范围和结构特征进行分类。 1. 根据掘进机所能截割岩石的硬度系数f值分类 1煤巷掘进机适用于f4的煤巷。 2半煤岩巷掘进机适用于f6或研磨性较高的岩石巷道。 2. 根据掘进机可掘巷道的断面大小分类 1大断面掘进机可掘进巷道断面大于8m2; 2小断面掘进机可掘进巷道断面小于8m2． 3. 根据工作机构截割工作面的方式分类 1部分断面掘进机。主要用于煤与半煤岩巷道掘进，又称循环作用式巷道掘进机。这种掘进机工作机构仅能截割工作面煤岩断面的一部分，工作机构前端的截割头在截割断面时，经过上下左右多次连续移动，逐步完成全断面煤岩的破碎，掘进机才向前掘进一段距离，其距离为截割头截入煤巷的深度。工作机构的截割头一般是安装在悬臂上，悬臂可沿工作面的水平或垂直方向做左右或上下摆动，这种工作机构称为悬臂式工作机构，其对各种复杂矿山地质条件的适应性很强，也有很大的机动性，所掘巷道断面形状的变化范围较多，可掘出拱形、梯形、矩形断面的巷道。 2全断面掘进机。主要用于岩巷掘进，亦可用于煤巷、半煤岩巷掘进。其工作机构在整个工作面上同时切割或滚压破碎煤岩并连续推进，故这种掘进机又称为连续作用式掘进机。全断而掘进机掘出的巷道为圆形或拱形。这种机器功率大、体积大而且笨重，主要用于开凿涵洞和铁路隧道。 二、掘进机的基本参数和型号 1．掘进机的基本参数. 根据国家安全生产监督管理总局发布的悬臂式掘进机第2部分型式与参数MT/T238.2-2008规定，掘进机的基本参数见表8-1。 表8-1掘进机基本参数MT/T238.22008 2. 掘进机型号的编制 根据悬臂式掘进机第2部分型式与参数MT/T238.2-2008规定悬臂式掘进机型号以切割头布置方式、切割机构功率表示，其编制方法如下 三、横轴式与纵轴式掘进机的区别和特点 l. 横轴式与纵轴式掘进机的区别 掘进机按切割头布置方式分为横轴式和纵轴式两种，横轴式掘进机的切割头旋转轴线垂直于悬臂轴线。该类型的掘进机，可以截割抗压强度较高的岩石，这种截割头布置形式和运动方式，在AM-50型、SRM-330型和F6-HK型掘进机中得到应用。 纵轴式掘进机的切割头旋转轴线与悬臂轴线同轴布置。在截割过程中，截割头的一侧剥落煤岩。这种截割头的布置形式和运动方式在S-100型、S-200型、ELMB型、ELMA型、EM-30盟MK-]IA型、MRH型系列等煤巷、半煤岩巷掘进机中得到应用。 2. 横轴式和纵轴式掘进机的特点 1横轴式掘进机的特点。 1工作时切割头截齿按空间螺旋式运动； 2向工作面推进时，由于受两半球切割头中间传动箱所限，一次进尺不能超过120mm,需做多次左右摆动，才能达到截深，截深约为切割头直径的2/3; 3横向切割较硬矸石的振动明显低于纵向切割掘进机，稳定性能好； 4横向切割掘进机工作机构轮系转动惯量大，在遇到煤臂阻力瞬间增大时可释放动能，有良好的冲击作用，因此横向切割掘进机对半煤岩和岩巷的掘进比较适应； 5横向切割掘进机采用由上而下的切割方法时，悬臂需做一次空摆，延长了每一切割循环所需的时间； 6由于切割头呈圆形，切割后在两侧巷道壁上出现与切割头形状相符合的弧形台阶。 2纵轴式掘进机的特点。 1工作时切割头齿尖按摆线轨迹运动； 2向工作面推进时，不受任何限制，就可达到切割深度，因此钻进效率高； 3由于切割头横向阻力大于横轴式掘进机，因此，切割较硬岩石时，振动较大，稳定性差，为提高掘进机的工作稳定性，一般采用增加机体的质量； 4纵向切割掘进机在煤巷中使用较为经济； 5由于切割头呈锥形，能切割比较平整的巷道。 第二节掘进机的结构及安全保护装置 一、掘进机的结构 掘进机主要由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、喷雾除尘系统、转载机和机架等八部分组成。各部分的作用如下 1切割机构。又称工作机构，其作用是直接在工作面上破碎煤岩，形成所需断面形状的巷道。目前应用比较普遍的是悬臂式工作机构。 2装运机构。将工作机构破碎下来的煤岩通过耙爪或刮板的运动集装，并由刮板输送机转运到转载机上。 3行走机构。是驱动掘进机行走和调动的执行机构，能使掘进机得到很大的截入煤岩的推力，，又是整台机器的连接、支撑基础。目前国内外均采用履带式行走机构。 4液压系统。以高压油为动力，通过液压马达或液压缸驱动机器各部。 5转载机构。用以将刮板输送机运来的煤岩运至配套输送设备中，一般由一台胶带转载机或刮板转载机组成。 6电气系统。是掘进机的动力源，4用以驱动、控制各电动机的运行，并可控制跟机遥控电磁阀动作。同时提供失压、过载、断相、短路、漏电等保护，以及照明和发送工作预警音响信号。 7喷雾除尘系统。利用压力泵进行内、外喷雾，以清除瓦斯、煤尘，使工作环境卫生安全，同时用于冷却截齿和电动机。 8机架。用来安装、支承和连接上述各机构与系统的部件。 二、掘进机的安全保护装置 （一）掘进机的机械、液压安全保护装置 l. 掘进机的机械安全保护装置 在AM-50型系列掘进机的部分机构中，设计有机械安全保护装置。 AM-50型系列掘进机刮板输送机的电动机通过一组摩擦联轴器与减速器连接。摩擦联轴器一方面起联轴作用，另一方面又起过载保护作用。 AM-50型系列掘进机切割部回转机构内部装有一组胀套联轴器。由于AM-50型系列掘进机的切割方式为横向切割，当在横向切割过程中遇到阻力过载时，使固定回转齿圈的胀套联轴器打滑切割臂卸载，起到安全保护作用。 2. 掘进机液压系统中的安全保护与闭锁装置 在掘进机各液压系统中，均装有液压闭锁装置和安全保护装置，如溢流阀、安全保护阀、减压阀和电磁阀等。根据不同的液压回路起到不同的液压闭锁与安全保护作用。 例如，S-100型系列掘进机的八联换向阀系统中，设置有一电磁阀作为开环控制系统，对切割电动机进行安全保护。 其他各液压系统中的溢流阀的作用是当该系统中工作元件一旦受到阻力使系统压力升高时，溢流阀便释放压力，保持系统压力不至于过高而损坏液压管路及元件。当系统压力恢复到正常值后，溢流阀关闭，保证了系统压力正常，使工作元件正常工作。 （二）掘进机电气装置的安全规定 1. 掘进机的电气装置的要求 在煤矿井下煤巷、半煤岩巷道中使用的掘进机电气装置必须符合煤矿安全规程））规定，防爆电气设备到矿验收时，应当检查产品合格证、煤矿矿用产品安全标志，并核查与安全标志审核的一致性。入井前，应当进行防爆检查，签发合格证后方准入井。 各种电气闭锁装置的要求, 掘进机的切割电动机、油泵电动机以及控制开关箱的门盖均有电气闭锁装置。 切割头电动机的闭锁，由掘进机司机操纵台左前侧的急停按钮来实现；油泵电动机的闭锁由掘进机司机电控操作箱上及掘进机油箱右前侧的急停按钮来控制；控制开关箱的门盖上安装有专门的电气与机械连锁装置。 在掘进机司机电控操作箱上还安装了切割电动机的启动预警按钮。在启动切割电动机前，只有先按响了切割电动机的预警声响警报按钮发出预菩信号后，才能启动切割电动机，否则不能启动。 以上这些电气闭锁控制装置均要求灵敏可靠；安装牢固，不易损坏。并且在开机前都要进行认真检查和试验，确保其操作控制灵敏可靠，起到安全闭锁作用。 2. 各种电气保护装置的要求 煤矿安全规程规定，井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应当具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。低压电动机的控制设备，必须具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护及远程控制功能。 掘进机电气设备按煤矿安全规程要求均应装有各种电气保护装置，除此之外；掘进机切割电动机还应装有温度热敏保护。 各类电气设备的电气保护装置必须按照煤矿安全规程及各相关规定的要求进行定期调试和整定，并做到保护良好齐全、灵敏可靠。 对电气设备的保护接地，煤矿安全规程规定，电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带（钢丝）、铅皮（L屏蔽护套）等必须有保护接地．任一组主接地极断开时，井下总接地网上任一保护接地点的接地电阻值，不得超过2Q，.所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应当与主接地极连接成1个总接地网。 3. 照明及警示信号 煤矿安全规程规定，掘进机必须装有前照明灯和尾灯。开机前，在确认铲板前方和截割臂附近无人时，方可启动。采用遥控操作时，司机必须位于安全位置。开机、退机、调机时，必须发出报警信号。 掘进机的前照明灯左右各一个，尾灯只有一个。掘进机的警示信号主要指开车前的预警信号，对这些照明灯和信号电铃，要求安装牢固，且有保护网罩，灯具、电铃及照明、信号线路无破损、无失爆，线路吊挂整齐。 第三节煤矿安全规程对掘进机工作面生产环境的要求 掘进机司机接班后，应配合班组长认真检查工作面的围岩、支护、通风、瓦斯及掘进机周围情况，保证工作区域安全、整洁和无障碍物。 围岩无破碎，压力无超限；支护应牢固，符合煤矿安全规程要求；通风风速要符合煤矿安全规程要求，煤巷和半煤岩巷的风速最低为0.25m/s,最高为4m/s，空气温度不得超过30℃,氧气浓度不得低于20，二氧化碳浓度不得超过0.5，若二氧化碳浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理并达到要求；工作面风流中，电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理；工作面体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0％时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理；对因瓦斯超限被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0％以下时，方可通电开启。 掘进机及其配套设备在交班前必须清除干净，做到整洁卫生，无杂物。铲板上、运输机和转载机内无煤矸石堆积，工作面无积水。