水力采煤与管道运输H(2).pdf

第 3期 2 0 0 7年 9月 水力采煤 与管道 运输 H YDRAUL I C COAL MI NI NG P I PEL I NE TRANS P ORTATI ON NO． 3 Se p． 2007 M QC一7 5型清仓机的研究与试验 王正 华 煤 炭科学研 究总院唐 山研 究院 河北 唐 山 0 6 3 0 1 2 摘要 介绍 了 MQ C--7 5新型 清仓 机的研 究和试 验状 况， 为进 一步开发挖 、 装 、 运一体的 清仓 机提 供 了宝贵 的 数 据 。该 型 清仓 机 的 研 发 成 功 ， 为 煤 矿 清 理 煤 水 仓 实现 机 械 化 ， 提 供 了新 设 备 和新 工 艺 。 关 键词 清仓 机 研 究 试 验 中图分 类 号 T D5 2 9 ． 1 文献 标 识 码 A 文章 编 号 l O 0 6 0 8 9 8 2 0 0 7 0 3 0 0 2 0 0 3 l 前 言 研制 MQC 一7 5型清仓机是在 多年生产 中一 直未很好解 决 的创新 课题 。以前 清 理水 仓煤 泥 的设备都是大同小异 ， 只是 在水仓 中将煤 泥装在 设 备 后 面 ， 由 动 力 机 车 或 人 力 推 到 水 仓 口， 再 用 绞 车拉上来。该 工艺 效率低 ， 提升煤泥 时有安全 隐患 。解 决煤 矿 煤 水 仓 机 械 化 清 理 问题 的 关 键 ， 是实现挖装和运 输连续性 。而在其 它行业 ， 输 送 半流体的设备 和工艺 已成熟 。基 于这些理 由， 提 出研 究新 型清仓机 ， 打破 以往研究 的思路 ， 采 用 新技术 ， 实现既能机械挖装 又能直接将煤 泥输送 到 水 仓 上 的清 仓 机 迫 在 眉 婕 。 2 研 究过 程 清仓 机 的 方 案 提 出 是 在 调 研 和 搜 集 以 往 成 功 与 失 败 的基 础 上 ， 结 合 当前 技 术 发 展 水 平 而 产 生 的 。 1 MQC一7 5型 清仓机 主要 技术 参数 及使 用 条 件 ①适应条件 水 仓 断 面 高 度 ≥ 2 ． 2 IT I ， 宽 度 ≥ 2 ． 5 IT I ； 水 仓 人 口坡 度 ≤ l 8 。 ； 水 仓 长 度 ≤ l 5 0 0 IT I ； 沉 积 物 厚度 ≤ 1 ． 6 I T I 。 ② 外 形 尺 寸 长 宽 高 4 0 6 6 ram l 400mm l 6 89m m 。 ③ 生 产 能力 ≤ 3 0 m。 ／ h 。 ④输 送距离 水平 l 0 0 0 m； 垂 直 5 0 m。 ⑤控 制方 式 液压手动 。 ⑥装机功率 7 5 k W。 ⑦ 机 重 6 ． 5 t 。 2O ‘ ⑧爬坡能力 ≤ 1 8 。 。 ⑨ 电控 形 式 隔爆 型 。 ⑩ 供 电电 压 6 6 0 V。 2 样机性能测试在开滦 集 团 唐 山矿业分 公 司掘进 机维 修车 问进 行通 电调试 和测试 空 载 参数 。测试结果如下 ①泵送次数 6 0 ～6 5次／ h 。 ② 刮 板 运 输 速度 0 ． 9 6 m／ s 。 ③ 行 走 速 度 4 ． 6 m／ mi n 工 作 ； l l m／ rai n 调运 。 ④螺旋挖 煤高度 I 2 5 6 mm。 ⑤螺旋卧底深度 l 0 0 ram。 ⑥为 了达到实际输送煤 泥时 的载荷 ， 往料 斗 里 注水 ， 进 行 了满 负荷输送 试 验 ， 油泵工 作压 力 达 到 3 2 MP a 。 3 经折算测试数据 表 明 MQC一7 5型清仓 机设计参数达到任务书要求 ， 可 以出厂进行井 下 工 业 性 试 验 。 3 主要参数的确 定 1 总体外 形尺 寸的确定 外形尺寸 的确定 主 要受 煤水 仓 大小 和 井下 整体运输等条件的 限制 。从设计 上考虑空 间大， 各部件布置容易。但是井下设备 要求尽可能小 ， 整机调运和运输 时， 按煤矿井 下运输宽度 不得大 于 1 4 0 0 mm。 因此 ， MQC一 7 5型 清 仓 机 主 机 宽 度 为 l 4 0 0 mm。在 宽 度 尺 寸 确 定 后 ， 根 据 清 仓 机 的功 能要求 ， 清仓 机工作 不受 水仓轨 道 限制 ， 还 要行走灵活， 因此行走 机构采用履 带式 。为 了保 证 行走和转 弯灵活 ， 履 带板宽度设 计为 2 0 0 mm， 接地长度 1 6 0 0 mm， 使之满 足承受重 量和放 置泵 送部件的需求 。 维普资讯 第 3期 王 正华 MQC一7 5型 清仓机 的研 究与 试验 2 0 0 7年 9月 2 功 率 的确 定 MQC 一7 5型清仓机 为 了适 应煤 矿特 殊工作 场所 的要求 ， 尽可能将 功率 加大 。通过计 算 和比 较 ， 加 上 宽 度 限 制 ， 最 后 定 为 7 5 k w 装 机 容 量 ， 并 且仅一个电动机 ， 清仓 机的所有动作液压传递 。 3 生产能力的确定 清仓 机 的生 产 能 力 由两 部 分 组 成 一 是 挖 和 装 的能力 ； 二是煤泥 装到 料斗后输送 到矿 车 的能 力 。由于受装机功率 和尺寸 限制 ， 需 要在 有 限的 范围内 ， 最 大 限 度 发 挥 有 效 动 力 。经 过 反 复 计 算 ， 挖装 部 的主要 参数 和尺 寸 为 左 右 螺旋 叶片 直 径 5 0 0 mm， 转 速 8 6 r ／ mi n ， 装 载 宽 度 2 2 0 0 mm； 中 间 刮 板运 输 机 宽 度 3 2 0 mm， 刮 板 链 速 0 ． 9 7 m／ S 。这 样 才 能 达 到 挖 装 和 输 送 煤 泥 3 0 m。 ／ h的 要 求 。 4 液 压 系 数 及 控 制 的选 择 MQC一7 5型 清仓 机 是 全 液 压动 作 和 控制 ， 只 有 一 个 电 动 机 ， 放 置 油 泵 的 空 间 很 小 ， 只 能 安 装一 台双联 泵 。但 是 清仓 机工 作 时需 要 三个 动 作 同时进行 ， 按传统 的设计需 要三个 独立 的泵才 能完 成 。因此 ， 首 次 采 用 了德 国 哈威 公 司 生 产 的 负载反馈式 比例 多路换 向 阀， 实现一 泵带几 个负 载同时工作 。清仓 机工 作 时 ， 操 纵 也非 常 方便 。 为 了 尽 可 能 利用 有 限 空 间 ， 行 走 采 用 低 速 大 扭 矩 马达 直接 驱动 ， 该 马 达体 积 小 、 重量 轻 。油箱 设 计 中分 成两 部分 ， 主油 箱 和付油 箱 ， 付 油箱 是利 用履 带架 的空 间存 油 ， 以满足散 热要 求 。 4试 验 及 过 程 MQC一7 5型 清 仓 机 于 2 0 0 5年 3月 运 抵 范 各庄 矿业分公 司 ， 该 机对 范各 庄矿 的煤水仓 条件 比较适 合 ， 在 试验 中 只是准 备输 送煤 泥 的管道 ， 无须做特殊 的准备 。4月将清仓机下到 范各庄第 二水 平煤 水仓 东翼 下 井 时 ， 由于整 机 长度 超过 4 m， 将清仓 机分 成 两部 分 装 车 ， 挖装 部 拆下 ， 其 余 为一部分 。第 二水 平 一6 0 0 m 煤 水仓 人 口 坡度 l 6 。 下坡巷道宽 2 ． 5 m， 试验 时清仓机 自行 向 下开 ， 后部挂安 全尾绳 。清仓机下 到煤水仓 后行 走 操 纵 阀严重 漏油 ， 无 法行 走 ， 只好 将 清仓 机拉 上水 平 大巷 ， 经 检 查 是 行 走操 纵 阀一 个 出 口漏 油 ， 更 换 新 阀 后 仍 严 重 漏 油 ， 原 因 是 原 进 口 阀设 计有 缺 陷， 需 改进 设 计更换 操纵 阀， 这 期 间第二 水平煤水 仓东 翼 已清进 8 0 0 m， 再从 此 口下 清仓 机做试验 已没有煤泥 ， 需 要重新安 排没有 清挖 的 煤水仓 。因此 ， 将 清仓机 的试验 转移至第三水 平 煤水仓 。 第三水 平 一8 0 0 m 煤 水 仓 人 口坡 度 l 4 ～ 1 2 。 ， 下 坡 巷 道 宽 度 4 m， 煤 泥 仓 宽 4 ．O m， 长 5 0 0 m， 煤泥沉积厚度 1 ． 6 ～3 ． O m， 煤 水仓里有 串 水 涌 出 。 实际工作状 况如下 1 MQC一7 5型清 仓 机履 带 式行 走机 构运 行 灵活 自如 ， 整机 在煤 水仓 里操 作方便 ， 在挖煤 泥 中操 作 简 单 易 学 ， 挖 装 煤 泥与 输 送 量 基本 匹 配 。 2 生 产 能 力 平 均 每 8 mi n挖 装 输 送 装 满 一 辆 3 t 矿 车 ， 最 高 挖 装 输 送 能 力 包 括 倒 矿 车 时 间 l 2车／ h 。换算后生产 能力最高 为 3 0 m。 ／ h ， 平 均 生 产 能 力 为 2 2 ～ 3 O m ／ h 。 3 人 员 配 置 情 况 每 班 6 ～7人 含 司 机 、 看 电缆 和管子 人员 、 倒矿 车人 员 、 运 管子人 员和维 护 机 电人 员 。 5存 在 的 问题 及 改进 措 施 1 试验煤水仓 宽 4 ． O m， 清仓机 一次挖装宽 度 只 有 2 ． 2 m， 在 清 挖 过 程 中 需 要 前 进 一 段 距 离 后退一段距离清 挖另外一 侧煤泥 ， 后 退时清仓机 后面接 的高压软 管需要人 工后拉 ， 避 免被挤 出死 弯或被清仓机履 带压坏 ， 是 影响清仓 机生产效率 的原 因之 一 。 2 清仓机 在工作 中 因煤水仓 里沉 积煤泥 中 杂物过多 ， 会造成挖装 卡死 ， 甚 至将 刮板链拉 断 ， 在水仓里无法接链 ， 只好将 清仓机开 到水平大巷 进 行 处 理 ， 而 且 更 换 链 条 相 当 困 难 ， 耗 时 较 长 ， 也 是影 响清仓效率 的主要原因之一 。 3 清仓 机在工作 中漏 油问题 。该机的漏油 点 大都 维修 困难 ， 需要 拆卸 部件 才能处 理 ， 在煤 水仓里无法处理 ， 一 般都是 开到水平 大巷进行解 决 ， 这样 要浪 费许 多 时间 和人力 ， 多数漏 油都是 制造质量 问题造 成的 。 4 清仓 机操作者 的坐位 太小 ， 坐着不方便 ， 但是站着操作机 器移 动 、 转弯 时有压 伤脚部 的危 险 ， 在重 新 制 造 时 可将 操 作者 座 位 处 向后移 动 2 0 0 mm， 使 之能坐下。 5 清仓 机 在往 料 斗里 卸煤 泥 时 ， 由于速度 快 ， 加上 煤泥 稀 ， 许 多煤 泥 打到料 斗后 向后侧溅 出， 料斗 的后 面 和侧 面没法 站人 ， 解决办 法是将 料斗后 面和侧 面加高并 做成可拆式。 2 】 维普资讯 第 3期 2 00 7年 9月 水力 采煤与 管道运输 HYDRAULl C C AL Ml Nl NG ＆ P l PE Ll NE TRANSP RTATl N NO ．3 S e p ． 2 0 0 7 工作 面 防治 突水 技 术 的研 究 与 应 用 梁文立 徐新 法。 1 ． 郑 煤 集 团 裴 沟煤 矿河 南 新 密 4 5 2 3 8 2 2 ． 新 密市煤炭 学校 河南 新 密 4 5 2 3 7 0 摘要 分析 了裴沟矿 3 2 0 5 l综放工作 面突水原 因和 水源的特点 ， 介 绍 了工作 面防治水技 术方 案 和措 施 ， 确保 了矿 井的 安 全 生 产 。 关键 词 i 底 板 突 水 突 出点 涌 水 量 中 图 分类 号 TD 7 4 5 ． 2 l 文 献 标 识 码 A 文章 编 号 1 O 0 6 一O 8 9 8 2 0 0 7 0 3 0 0 2 2 0 3 1 前 言 郑煤集团公司裴沟煤矿 由裴 沟井 田、 扬河 井 田和樊寨井 田三部分组成 ， l 9 6 6年 3月投 产 ， 原 设计 生 产 能 力 6 0万 t ／ a ， l 9 7 9年 改 造 扩 建 为 l 2 O 万 t ／ a ， l 9 9 6年 达产 ， l 9 9 9年 l 0月 至 2 0 0 1年 9 月 ， 经 过 矿 井 通 风 系 统 技 术 改 造 、 主 井 提 升 系统 增 能 技 术 改 造 和 一2 0 0辅 助 水 平 的 建 立 ， 使 矿 井 生产能力 由 l 2 O万 t ／ a提高 到 2 l 0万 t ／ a 。 目前 矿 井 开 采 扬 河 井 田西 翼 三 二 、 三 四两 个 采 区 ， 共 有一综一炮 一残 采 3个 采煤 队进行 生产 。裴沟 煤矿开采的是 二叠系 山西组二 煤层 ， 扬河 井 田 二 煤 层 厚 度 为 7 m ，瓦 斯 绝 对 涌 出 量 为 2 7 。 7 5 m。 ／ mi n ， 相 对 涌 出 量 为 6 ． 2 5 m。 ／ t ， 煤 尘 爆 炸指数为 l 4 。 9 9 ， 无 爆 炸危 险 性 ， 煤 层 自然 发 火 等 级 为 不 易 自燃 。 2工 作 面概 况 3 2 0 5 l工作面采 用伪倾 斜走 向长壁 式布 置 ， 可采走 向长 l 5 3 0 m， 倾斜宽 l 5 0 m， 安装放顶煤支 架 l 0 5架 。 煤 层 平 均 倾 角 l 9 。， 煤 层 平 均 厚 8 ． 6 m， 西薄东厚 ， 可采储量 2 7 1 ． 7 8万 t 。伪顶为 碳 质 泥 岩 ， 厚 度 l 。 0 m， 棕 黑 色 ， f l ～2； 直 接 顶 为 泥 岩 ， 平 均 厚 度 4 。 0 m， 灰 黑 色 ， f 一 4 ～ 5 ； 老 顶 为 砂 岩 ， 平 均 厚 度 4 ． 1 m， 灰 色 ， f 一6 ； 直 接 底 为 砂 质泥岩 ， 平均 厚 度 8 ． 0 m， 灰 黑色 ， f 4 ～5 ； 老底 为 L 8 灰岩 ， 平 均厚 度 3 ． 9 m， 灰 色 ， f 一8 。3 2 0 5 l 工作面地面标 高 l 7 5～ 2 l 7 m ， 工作 面煤底 标 高 一3 0 6 ～ 一 l 8 3 m， 埋 深 3 7 O ～ 5 l 0 m。 6 由于清仓机挖装煤泥后 是管子输 送到水 平大巷装 矿 车 ， 所 以机器 后 面接有 一根 软管 ， 软 管 长 度 一 定 ， 清 仓 机 往 前 移 动 一 段 距 离 后 ， 需 要 接 钢 管 ， 同 时 将 软 管 盘 在 机 器 后 面 ， 还 不 能 影 响 机器 临时后退压坏胶 管 ， 因此清仓 机对煤水仓 的 巷道要求尽量直 ， 弯道尽量 少 ， 否则在接 钢管时 ， 管子就 会接 到 水 仓 中 间， 影 响清 仓 机 的挖 装工 作 。 7 料斗 里 的搅 拌 叶片没 有 用 ， 因为挖 装 时 已将煤泥搅拌稀 了， 可以取消搅拌功能 。 6 结论 1 MQC一7 5型 清 仓 机 在 开 滦 集 团 范 各 庄 矿 业 分 公 司 的 井 下 工业 性 试 验 基 本 是 成 功 的 ， 与现 在人 工挖仓 相 比， 效 率提 高 3倍 以上 ， 并 且 工人的劳动强度 大幅度减轻 ， 避 免 了清仓 中提升 蓄 电 池 机 车 头 时 的 安全 隐患 。 2 2 2 该清仓机集 挖装输送 于一体 ， 行走 自如 ， 在我 国 目前煤仓清挖设备 中居首 次 ， 具有 独特 的 特点 和 实 用 性 。 3 该机 需 提 高 可 靠 性 ， 改 善 适 应 煤 水 仓 多 杂质 的情况 ， 提高刮板牵引链 的强度 。 4 该机设计合理 ， 结构 紧凑 ， 但油管长 度和 布置需按走向合理确定高压胶管长度 。 5 建议将清仓机挖装 部前 面圆弧段拉直 可 以减小牵 引阻力 。另外 ， 牵引链 改为煤矿常用 的 高强 圆环链 ， 在 料人 口上 面加 网状筛 ， 防止大块 杂物进入输送管道 。 作者 简介 王 正华 1 9 5 9 一 。 男， 煤 炭科 学研 究 总院 唐 山研 究院选 煤炭 装备 中心 高级 工程 师。 1 9 8 2年毕 业 于中国矿业 大学 。 收 稿 日期 l 2 0 0 7 0 1 1 8 维普资讯