關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

摘要：本文將綜掘工作面掘進(jìn)機大角度拐彎開口快速掘進(jìn)，實現(xiàn)掘進(jìn)機大角度拐彎時掘進(jìn)機與二運的良好配合進(jìn)行改造，制作了新型的掘進(jìn)機二運轉(zhuǎn)載皮帶連掛裝置。該裝置操作簡單、縮短檢修更換時間、提高開機率、降低事故率，不僅能夠滿足安全生產(chǎn)要求，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、項目背景

綜掘工作面原煤輸出一般由掘進(jìn)機耙裝機將煤炭裝入掘進(jìn)機自身的刮板輸送機卸載到橋式二運轉(zhuǎn)載皮帶上，再過渡到巷道的膠帶輸送機。掘進(jìn)機大角度掘進(jìn)通常受掘進(jìn)機與皮帶連接裝置影響，需要拆開二運轉(zhuǎn)載皮帶與掘進(jìn)機連掛裝置，重新對接安裝至一定位置后，方可進(jìn)行生產(chǎn)。二運轉(zhuǎn)載皮帶機尾與掘進(jìn)機搭接部位安設(shè)連掛裝置，目前大多數(shù)都是固定的，隨著工作面的推進(jìn)，經(jīng)常需要進(jìn)行巷道開口拐彎作業(yè)，常常會有大角度、直角甚至倒斜角開口。目前的掘進(jìn)機在設(shè)計和制造中，僅僅考慮到掘進(jìn)機直線和小角度轉(zhuǎn)動掘進(jìn)的工作需要，沒有考慮掘進(jìn)機大角度（40°-90°）轉(zhuǎn)動時的掘進(jìn)拐彎工況，目前掘進(jìn)機大角度（40°-90°）轉(zhuǎn)動時的掘進(jìn)拐彎，是靠人工掘進(jìn)完成巷道大角度拐彎后，再把掘進(jìn)機拐過去往前掘進(jìn)工作。

由于人工完成大角度拐彎巷道掘進(jìn)效率非常低，工人勞動強度大，許多礦考慮由掘進(jìn)機自行完成巷道大角度拐彎掘進(jìn)，在其工程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的掘進(jìn)機轉(zhuǎn)載機在大角度轉(zhuǎn)彎時根本無法完成煤炭轉(zhuǎn)載工作，因此需要研究發(fā)明掘進(jìn)機大角度拐彎掘進(jìn)巷道時，如何完成轉(zhuǎn)載機大角度轉(zhuǎn)動不與掘進(jìn)機機身干涉，并且保證轉(zhuǎn)載機膠帶不偏離出掘進(jìn)機刮板輸送機機頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機刮板輸送機能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。

二、掘進(jìn)機大角度巷道開口煤運系統(tǒng)簡介

綜掘工作面二運轉(zhuǎn)載機皮帶機尾與掘進(jìn)機存在落差較低，旋轉(zhuǎn)角度不夠，一般的掘進(jìn)機及皮帶轉(zhuǎn)載機結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)只能滿足正負(fù)25°左右拐彎掘進(jìn)，當(dāng)掘進(jìn)機進(jìn)行大角度拐彎開口時，就會出現(xiàn)二個問題：第一個問題是掘進(jìn)機大角度拐彎會發(fā)生二運機架與掘進(jìn)機尾部機架等部件的干涉、擠壓、破壞。第二個問題是， 即使二運機架不會與掘進(jìn)機尾部的機架部件發(fā)生干涉、擠壓和破壞，掘進(jìn)機大角度拐彎后，掘進(jìn)機刮板輸送機（一運）運出的煤炭也不能落的二運皮帶上，會大部或者全部落在地上，不能形成正常煤流轉(zhuǎn)載，需要人工開口、炮掘開口或者掘進(jìn)機端煤和人工翻煤開口，工作效率低，工人的勞動強度大。因此，使用 “拋物線中心立軸旋轉(zhuǎn)法”進(jìn)行解決。

三、改造方案

機架尾下部水平加長臂連接法，將轉(zhuǎn)載皮帶輸送機與掘進(jìn)機原掛連的水平旋轉(zhuǎn)的立軸，前移到掘進(jìn)機刮板輸送機機頭落煤區(qū)中心的正下方，保證無論掘進(jìn)機刮板輸送機與掘進(jìn)機轉(zhuǎn)載皮帶輸送機在大角度（40°-90°）相對轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)載機膠帶不偏離出掘進(jìn)機刮板輸送機機頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機刮板輸送機能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。   

具體實施方法如圖所示： 

1.用2根包箍將承載梁與掘進(jìn)機轉(zhuǎn)載機原連掛柱連接；在轉(zhuǎn)載皮帶機機架下部，將橫架與轉(zhuǎn)載皮帶機機架固接；用軸將立架與橫架相鉸接；將立架底部的立銷插入承載梁前部的立孔中。

2.承載梁前部的立孔垂直中心與掘進(jìn)刮板輸送機機頭的落煤區(qū)中心點相重合。

3.轉(zhuǎn)載機機架可以以立銷的垂直中心線為軸線進(jìn)行水平大角度旋轉(zhuǎn)，保證掘進(jìn)機刮板輸送機落煤在掘進(jìn)機刮板輸送機與掘進(jìn)機轉(zhuǎn)載皮帶輸送機在大角度（40°-90°）相對轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)載機膠帶不偏離出掘進(jìn)機刮板輸送機機頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機刮板輸送機能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。

4.轉(zhuǎn)載機機架可以以軸的軸線為中心作上下擺動，保證轉(zhuǎn)載機行走時隨著地面高低不平上下擺動。

四、主要創(chuàng)新點

1.在工作原理上，利用和提出了把上部運輸機機頭落煤拋物線垂直中心作為下部運輸機的水平旋轉(zhuǎn)立軸，可實現(xiàn)二部輸送機萬角度完全轉(zhuǎn)載。

2.在結(jié)構(gòu)上，利用掘進(jìn)機機架尾部二運連接柱，連接加成臂實現(xiàn)以一運和二運的大角度拐彎煤流完全順利轉(zhuǎn)載。

3.設(shè)計和制造了大角度立軸錐盤座，實現(xiàn)二運架萬向擺動。

五、特點及經(jīng)濟(jì)效益

1.操作簡單，減少看護(hù)工的勞動強度。作業(yè)人員可以通過操作調(diào)整伸縮連接裝置控制轉(zhuǎn)載皮帶機的高度和角度，滿足不同變化條件下的出煤要求。

2.縮短維護(hù)、檢修時間。需要檢修或者更換擋煤皮連掛裝置時可適當(dāng)抬高落煤高度，增大操作空間，更方便維護(hù)和檢修。

3.有效杜絕了二運轉(zhuǎn)載皮帶落煤不正跑偏、皮帶劃傷事故，減少了事故率，提升了開機率。

4.通過使用轉(zhuǎn)載機皮帶連掛裝置的使用，經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計每天可增加開機時間約2-3小時，按照現(xiàn)場生產(chǎn)掘進(jìn)能力計算，多生產(chǎn)原煤約50噸，多掘進(jìn)進(jìn)尺3米。如果每米進(jìn)尺按2500元計算，可增加收入約7500元；全礦每年可增加75萬元。

5.研究成果能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)機大角度拐彎割、裝、運同行機械化開口，比人工風(fēng)鎬開口、炮掘開口和掘進(jìn)機端煤開口提高工作效率，大大減輕工人勞動強度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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