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降低采煤机械成本的系统设计 第六图书馆 采煤机械 成本 系统设计国外煤炭昴斯.,WJ 徐艳杰不详1990第六图书馆 第六图书馆 一 、前言 降低采煤机械成本的系统设计 [ 英 国] W ． I ． 昂斯沃 思 采煤机械 及部件 的系统设计必须 与其功 能和它的所要使用 的环 境相适 应。以充 分发 挥采煤工作面 的潜力， 提 高机器 设备 的运行 时 间和工 作 的可 靠性，使机器成本降低 。这 样，在一些 工作面使用很少几 台设 备就 可以 满足生产 需要 。 二、 系统设计于采煤机的应用 l 9 8 5 ～1 9 8 6 年，英国西部矿区有3 8 个采 煤工 作面使用AB1 6 系列 采煤 机截 割滚 筒， 其 平 均使 用率达8 O 。 与此同时， 该矿 区安 装 了由英 国煤炭研 究机关设计 的 “R e f c o s W 系 统 。 使用 该系统 分析 采煤机截 割滚筒 的敖能 表 明 一年 中有 5 O J ABI 6 系列 采煤机截 割滚筒没有完成6 2 0 O O m的切割要求 ， 只 有 5 的截 割滚 筒平 均工 作 寿命 达 到 切 割3 0 0 O 0 0 m。 与AM5 0 0 采煤机截 割滚筒相 比 ， 其 中 5 O 没有达 到切割2 0 O 0 0 m的 切 割要求，而 只有2 0 ％的采煤机截割滚筒达到或超过工作 面 的服务 寿命 。 对 此， 人 J 认 识到 ， AB I 6 采煤机截 割滚 筒的使 用已超过了他 的设计能 力。 并通过 在 双滚筒上安装的一个特殊设计的监视装置查 明， 因滚筒转速能加决使预期使用寿命矗 蠡 少 8 C用 2 1的减 速器 。 因此， 他 们更换 了A Bl 6 系列采煤机 截割滚 筒， 并同时注意 降低部件的成本提高设备的可靠性。 从 1 8 8 7 年底 ～1 9 8 8 年底，2 5 个采煤工 作 面中使ABI 6 系列 采煤截 割滚筒 的占4 3 ， 最后 一个季 度达3 6 ％。 该 矿 区通过 Rc p c o s t 系统 分析三年 中 的设备性能表明，有5 0 的采煤机割截滚筒 没有完 成1 0 5 0 0 0 哪 0 的采 煤机截割滚 筒 平均工 作寿 命为3 O O 0 0 O m J 而A M 5 0 0 截 割 滚筒有5 0 ％没完成 切 割 2 0 0 0 O m切割工 作， 有3 3 ％达到平 均工 作寿 命。图 l和图 2表示 的是 由该 系统 分析得 出的 曲线 。 图 l 1 9 8 5 1 9 8 8 年使用 的AM5 0 0 截 割 头 图 2 AB 5 0 0 割截 头 根据 分析 证明了最小 转速 为3 0 r P m 时采 煤 机具有 较好 的可靠 性。 因此，决 定 改 进 AMS 0 0 型 采煤机滚筒， 将滚筒的转速从2 5 r p m 增 加到3 4 r P m。 I 9 8 6 年 的研 究 发现 ， 采用后退 式开 采有 一 定 的忧越性 。与前进 式开采相 比，后 退式 开采使采煤机截割滚筒的可靠性增加 这一 结果使得 研究 者信心 更加 坚定 。 目前， 分析 工 作还 在继续进行。 他们 发现 当采用后退 式 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 开 采方式 时， AM5 0 0 截 割滚 筒有 O％超过平 均工 作寿 命3 0 O O 0 0 m。而 采用前进式 开 采 时 却不 到 5％。 采用后退 式开采可 增加采煤机截 割滚 筒 的可 靠性 。l 9 8 7 1 9 8 8 年 与l 9 8 5 年 ～1 9 8 6 年 相 比， 西部矿 区采取 后退 式开采工 作面 的数 量 已 从3 4 ％增 加 到 6 O％ 前面 所讨论 的更换ABl 6 系列 截 割滚筒 的问题 通过一些方法 已解 决。并增加 了对 AM 5 0 0 系列 重型截割滚 筒 的投资 。 目前， AS S 0 0 系列截 割滚 筒使 用2 7 0 h P 电 动机 I3 ABI 6 的动力 装置及牵 引装置 的试验 也 已正在 西部地 区进行 。其试验 结果是 令人 满意 的。 该 机装机后 切割 了 将 近4 0 0 O 0 0 m， 其截割 滚筒 和变速器 还在工 作。摇臂 的密 封 问题 也 已得 到解趺。截割滚 筒 的寿命 已超 过 l O O O O 0 ， 并没 出现任 何 大 的问题。我们确 信AS 8 0 0 中型截 割滚 筒是 一种 性 能 可靠 的截 割 头 。 调查表 明，AMBR O AS 系列是最不可靠 的截割滚 筒之一， 特 别是宽滚筒。 因此，他 们决定使 用B 5 9 C 截割 滚筒， 其电动机 和传 动装 置 采用AB1 6 系列，经 过使用证 明，这 是一种可 靠 的组合方式 ， 比以前 的截割滚筒 优越得 多。 但与现在 的大功 率截割滚筒相 比却 已落 后。 l 9 8 7 年 ～ l 9 8 8 年期间， 在所使 用 的2 3 ％ 的截割滚筒中， B 5 9 C 发生故障的占2 8 ‰而 AB I 6 系列截割 滚筒在1 9 8 7 年～l 9 8 8 年期 间 累计使用 的4 3 中发生故 障占5 5 。 经 分折 B 5 9 C 在后退 式开 采中， 谱方 面 的 可靠性都优 于前进式 开采。见 图 3。根 据调 查可 知 大多数后退式开采 也适 用于宽 滚筒 开采。 而大 多数普通宽度 的滚 筒l [1 7 6 mm滚筒 适用于前进式开采方式，见图 4。它表明， 将不 相适 应 的设备在一个 系统 中相 互组 合只 能造成 可靠性差 和成 本高。 如 1 9 8 7 年～I 9 8 8 年仅用 于维 修 的费用就 花费 了2 6 6i 0 英 磅， 而购 置备 件 的费 用达 8 3 1 0 。 英磅。 图 3 B 5 9 C截割滚 筒用于前进 式和后退式 开 采时 的比 较 图 4 B 5 9 c截割液 筒切割 的截深 通过这个例 子我们 也认识到，对机器 性 能 的适当 分析可 以使其性能提高 。我们既可 以采 用全部机 械 的 整 体 电可使 用其 中的部 件。另 外， 他们还对铠装工作 面输送 机 的链 轮 、 皮带输送 机变速器 的维修标准 和皮 带输 送机 回转端滚 筒的使用经验进行 了总结 。英 国煤炭技 术部根据国家标准报导 了类拟 的经 验 。 三、 整体 系统设计 首先，我 们强 调煤矿 的基 本结 构，而就 生产 能力 而言， 应考虑采煤工 作面的整体设 计，如果 在采煤工 作面安 装重型设备而运输 系统不 配套 ，则是达不到 好 的效果 的。 最近， 由煤 炭部技术 部门进行 的一 个采 煤机滚 筒的监测 试验 中了解到， 平 均 采 煤 机的生产时 间包括九 个 月的试 验 大 约 达到 5 0 ‰而其它影 响占4 2 。在最佳 生产 期删 所记录 的机器 的生产 时阈为7 1． 5 ‰其它影 响占l 6． 7 5 。整个 系统 设计 的基本点是 使 机械设备 的能力得到充分发挥。 另 外， 对采 区的煤 仓及存煤 和运输系统 都需要不 断地 进 行评定 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 整 个工作面机 器设备 的发 展不 仅在 于具 有 更加可 靠的采煤机滚筒，而 且还 需 要更坚 固、性能 更好 的装载机 、输送机 和前探 式迈 施步 支架。这样 才能使采煤工 作面 的潜力增 加。所有这 些存 储 、运 输 系统， 包括贮煤设 应在每个 采煤工 作面 的设 计阶段采 用 最 先 进 的技 术进行检 连 并保证 机械设备 的安 都 全、可靠。 其 中还 包括供 电系统 。 如前所述，工 作面设 备的增加使生产 效 率不 断增加， 因比， 也要求 增加 动力。其配 电系统 必须安 全 、可 靠。同 时还 必须 保证端 电压。这样， 才 能使 电机输出足 够的转矩。 高电流 将 会导致高 电压降。 因此， 配 电 系统需 采用铜芯 电缆 并减少 变压 器 的数 量。 目前， 已建 立 了一 系列包括真空 接触器 和 高压 开关 在内的最小维修 系数 。 选择合适的偶合器和双速电动机也是很 重 要的。 因此，须注意 以下几点 1． 液力偶合器 与电动机 以常规 的方 式偶 合 的使 用结果 表 明，性 能不 够可靠。特 别是 当液力偶合器 E q 使 用快达到使 用极 限时。 2 ．使用双速 电动机可使 电动 机 低 速 启 动， 高速运 转工 作。 3． 当 电动机 高速 运转 时， 配 电系统 必须 处 于高电压状 态， 以保持 高 电流 否则 长时 期 的工 作会使 电动机 低速 运转。 由于 采煤 的工作面 要求 采爆机械增加功 率 和连续工 作的时 间， 因此， 也要求 更高 的 电压 。如 在采煤工 作面使 用8 0 0 h P 的 铠装工 作面输送机 D 5 0 0 h P 的采煤机， 那么，要求电 压为l l 0 0 v ， 而 此 时电器设 备已接近其可靠 性 工 作。 而对铠 装工 作面输 送机来说， 问题是 能 否满足其端 电压。这是 一个难 以 解 决 的 问 题 。因为在一些地 区存 在瓦斯， 而对于采煤 机 来说 则不 是 电压降 的问题，而 是解决如何 长 时期 的傈持 高电流的问题。 该 系统设计还可 以通过计算提供标准 的 参数， 计算出 回采 的高度、深度 、速度 、采 掘方 法和坡度等等。但是， 最为重要 的是提 供煤的硬度。 因为硬煤 会增加采煤机 的工 作 强度。一 台年产 量为l o 0 0 0 0 0 t 的5 o o h p采 煤 机， 以每周5 天工 作， 每 天2 4 小时连 续工 作， 在电动机能够承受 的情 况下， 提 供l 1 o o v的 电压， 其配 电系统 中的 电缆、接线 柱、插座 等设备均 能在所承受 的限度 内工 作。但 此时 如果 采煤 机的马力再增加， 即可能造 成配 电 系统 不 安 全。 因此， 在Da WM i I i 和Ke l l i n g L e y 煤 矿， 将3． 3 KV的配 电系统用 于 两个 采 煤工 作面， 并首 先用 于铠装工 作面输送 机。 该配电系统能够 满足其使 用需要。 糠 艳杰 译 自 { 1 9 8 8 ． № 8 j 离伟校 上 接4 5 页 一 车起 第三 个 自翻 车开 始卸载 ，然后，机车 遄向前运行边卸车直至卸完后 面 的 所有重 车。靠近机 车剩 下 的二个 自翻车，在机车后 退 时对准受 土坑卸载。这种 方法 的好处是 靠 近机车 的第 一个 自翻车 卸载时，机车 处在靠 近 受士坑的位置 ，但这时受土坑 边坡已压 上 刚 卸下 的整 列车岩石，这就 保证 了其边坡有 很大 的稳定性，从而保证 了机 车安全 律业。 在与勃 洛金和纳 扎洛夫露天 矿的条件相 似的情况 下所排弃 的岩石抗 剪应 力很高。在 对边坡 和 铁 路线路的变形状况进行检测的 同时还 采取 了抗变形 措施。采用 机车 牵 引方 式 可不 必改 变排 土场及受土 坑的参数 见 图 1、 2 。 最 后，应当指 出， 列车 重量对排 土场和 受 土坑边坡稳定性 的分析雄 辨地 证实 了排 土 场改 为机车牵 引方式 的可能 性和合理 性。 褚式 禹译 自 yrO耵b ，1 9 8 8 ， № ． 9 ， 2 7～ 3 0 ； 宏宇校 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆