攀煤公司太平矿的主要可采煤层为急倾薄斜煤层, 占矿井可采储量的70%, 其中急倾斜薄煤层占35%左右, 发展急倾斜薄煤层综合机械化开采是我矿安全生产最关键的问题。根据矿井的实际, JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组在我矿25115工作面进行了工业性试验。
(1) JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组的布置设计。前苏联AHIII型综采设备是用俯斜的方式开采急倾斜薄煤层, 这种设备布置方式不足点在于液压支架后空顶距离大, 采空区来压时全在液压支架上;在移架过程中, 液压支架之间掉渣、冒块, 不利于操作人员的安全, 同时不利于设备后期的拆除工作。经多方验证JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组采用沿倾斜方向布置, 沿走向开采, 适用于煤层倾角70°的走向长壁伪斜工作面或煤层倾角60°以下的正倾斜工作面进行设备布置和开采是可行的。
(2) JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组的防倒、防滑设计。由于是急倾斜薄煤层, 工作面坡度大, 机组难以在工作面进行固定, 机组的防倒、防滑设计是关键, 一般机组的液压支架有支护顶底板及升降、推移、挡矸的功能, 但JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组为了防止在工作面借自重下滑, 另在液压支架上设计了一套防倒、防滑、斜挡拉等装置, 通过防倒、防滑、斜拉油缸将支架与支架之间、支架与刨运梁之间进行了联接, 能有效的防止机组在工作面下滑这一难题。
(3) 刨煤方式。在国内, 许多刨煤机通过电机直接启动进行刨煤, 直接启动电动机时高达5~7倍的启动电流, 造成电机过热产生高温, 从而加速电机绝缘老化;启动时能量损耗过大, 浪费电能;造成其它机械设备的非正常磨损, 缩短了设备的使用寿命。JBB-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组采用变频调速启动电动机, 具有起停自如、减少空载、节能的功效, 同时机组通过链牵引进行刨煤及操作台电液控制刨煤状态, 在刨煤过程中实现工作面无人操作, 确保了生产过程中的安全。
(4) 移架、电机冷却、减速箱的润滑的方法。机组移架时以刨运梁为基准, 通过推移油缸使支架向前移;电机的冷却方法采用水冷却, 减速箱内设油泵进行润滑。
(1) 利用急倾斜煤层特点, 刨运机梁既做刨头的承载体, 以做移架横梁, 省略了输送机。 (2) 在刨运机落煤期间采用电液控制, 刨运综采机组无需司机跟机作业, 实现了落煤期间工作面无操作人员的愿望, 一方面利于安全生产, 另一方面为智能化无人工作面打下基础。 (3) 刨运机的驱动电机由两台矿用变频器控制, 既可提高驱动电机的启动转矩、保证驱动电机的功率平衡, 可根据煤层的硬度自动调节刨运机的切割速度, 提高效率。 (4) 创新设计出一种新型推移机构, 摇摆千斤顶呈八字结构, 既能有效阻止刨运梁的下滑, 又能提高刨运机在运转过程中的稳定性。
(1) 液压支架掩护梁在支架上下运动过程中与防滑油缸相切割。
解决方法: (1) 将支架掩护梁侧推板的高度用火焊切割一部分。 (2) 下端头支架移动防滑油缸座子 (做2个防滑油缸座子, 将下端头支架防滑油缸座子向前移动240mm, 用火焊将支架底座割除防滑油缸底座位置, 再用电焊将防滑油缸座子焊上) 。
(2) 所有支架底调梁油缸与顶梁侧推油缸伸缩方向装反。底调梁固定端强度不够, 油缸推移过程中底调梁滑轨固定端易变形。
解决方法: (1) 调换底调梁油缸方向, 使底调梁油缸与顶梁侧推油缸伸缩方向一致 (朝工作面的上方) 。 (2) 用电焊将底调梁固定端焊牢。
(3) 下端头支架推移油缸前端头受力过大, 端头焊接不牢固, 在支架上下运动过程中将推移油缸前端头焊接处震断。
处理方法:将推移油缸前端头断裂处在车床及镗床上倒450角, 用气焊焊接。
(4) 底调梁和顶梁侧护板方向不一致。底调梁伸出方向朝下, 顶梁侧护板朝下, 影响井下支架的稳定性和调架时的安全性。
解决方法:调换底调梁油缸及底座两侧滑轨和底调梁的位置。
(5) 下端头支架的防倒、防滑、斜拉油缸的长度不够。
处理方法:制作油缸加长节 (防倒油缸的加长节是将Ф70元钢上车床一端车丝扣, 另一端钻销子孔;防滑油缸的加长节是将Ф70的轴上车床一端车丝扣, 另一端钻销子孔。)
(6) 液压支架推移油缸后座在工作面受力过大。
解决方法:将液压支架后座进行焊接
(7) 支架在升降过程中所有的摇摆油缸下端的圆头压板被拉出, 原因是摇摆油缸下端与支架底座卡劲。
处理方法: (1) 将支架底座卡劲处用火焊切割。
(2) 更换高强度螺栓, 将圆头压板压牢并用电焊焊牢。
(8) 所有支架操作阀组位置不对, 原因是安装不上防倒油缸。
处理方法:将支将操作阀组从侧面放到正前方。
(9) 支架液压管的吊环太小, 不利于管路排放。
处理方法:重新制作吊环, 并在支架上焊接。
(1) 刨运梁质量差、端头焊接不牢。
处理方法:重新焊接。
(2) 刨运梁固定哑铃销的挡丁由于刨运梁相互运动时力过大, 造成挡丁挤断。
处理方法:重新焊接。
(3) 刨运梁与支架连接销的配合间隙过小, 影响支架及刨运梁的整体动作。
处理方法:将连接销取出在车床上车1mm。
(4) 刨运梁在工作面整体向下滑。
处理方法:增加斜拉油缸将刨运梁向上牵引。
(1) 电液系统的控制器在支架上给的位置不对, 原因是支架在伸降过程中会切到控制器的接线头。
处理方法:用铁板做电液控制器的过度连接块, 将控制器向后移50mm。
(2) 支架的升降动作不统一, 两端头上升时速度慢, 抬不起。
处理方法:更换控制器程序。
(3) 电液控制系统抗干扰能力差。
处理方法:将电液控制线与变频后的1140V电源线分开。
2010年8月6日, JBB-I型急倾斜薄煤层刨运机在太平矿25115工作面进行工业性试验。在试验过程中, 急倾斜薄煤层刨运机受自然条件的影响, 在工作面行走困难, 导至液压支架推移油缸及刨运梁损坏, 采用焊接方式修补推移油缸及刨运梁损坏部份;电源线杂散电流与液压系统控制线相互干扰, 所有刨运机液压支架无法同步动作, 将电液系统控制线与电源线及信号线分开吊挂, 排除了相互干扰的影响;同时工作面压力大, 在支架行走过程顶板破坏严重, 使支架不能全面接顶, 采用木垛填充支架顶部, 使液压支架全面接顶, 防止了支架整体下滑。经过共同努力及技术革新, 于2010年10月12日, 在25115工作面顺利完成了走向18米的工业性试验任务, 取得较好效果。
JB B-I型急倾斜薄煤层刨运综采机组在太平矿经地面的调试取得了初步成果, 在25115工作面工业性实验取得了成功, 突破了全国急倾斜薄煤层综合机械化开采难题, 获得了大量的技术资料, 我们对该设备在实际中的应用特性有了更加透彻的认识, 为下一步工作面正式开采奠定了基础。
摘要：由于攀煤 (集团) 公司太平矿地质结构复杂, 急倾斜薄煤层占全矿井的70%, 为提高急倾斜薄煤层开采效率, 针对煤层开采方法, 结合急倾斜薄煤层工作面的现场情况, 2010年与北京煤科院共同研发了JBB-Ⅰ型急倾斜薄煤层刨运综采机组样机, 在太平矿25115工作面进行了工业性试验, 取得了阶段性成功。
关键词：急倾斜薄煤层开采倾斜布置走向开采机组的防倒,防滑变频及电液控制
