影響銑挖機掘進的各項因素

銑挖機整機被稱為銑挖掘進機是山重重工根據(jù)客戶需求自主研發(fā)的一款新型巷道掘進裝備,銑挖機和扒渣機的結(jié)合產(chǎn)品,適合各種引水隧道、市政隧道、地鐵、頂管、煤礦等各種礦山規(guī)格巷道使用,主要應(yīng)用于硬度低于F5五類危巖的掘進,那么銑挖掘進機性能的好壞是決定快速掘進的關(guān)鍵,已有成果的基礎(chǔ)上,對影響掘進機性能的主要因素進行了綜合分析.

一、從銑挖機的設(shè)計、加工和制造上分析

1、整機操作的穩(wěn)定性.銑挖掘進機的操作穩(wěn)定性對其工作效率、工作安全性具有很大的影響.同橫軸型銑挖掘進機比較而言,縱軸型銑挖掘進機也就是橫向銑挖機要實現(xiàn)相同的穩(wěn)定性,重量需要增加約20%.在銑挖機作業(yè)時,可能發(fā)生側(cè)翻、后翻、沿垂直軸線旋轉(zhuǎn)、履帶打滑等失穩(wěn)現(xiàn)象.增加機身重量可以改善掘進機作業(yè)的穩(wěn)定性,但是這樣做一方面會增加成本,另一方面使掘進機在潮濕低洼的環(huán)境下,容易出現(xiàn)下陷.據(jù)統(tǒng)計,在工作過程中,因機器在空間位置上不夠穩(wěn)定造成的停機達26%,因電機崩潰造成的停機占20%.銑挖掘進機的整機穩(wěn)定性直接影響-執(zhí)行機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn),因此增強掘進機的整機穩(wěn)定性,對于提高掘進機的機械性能,增強其工作效益,減少故障都具有重要意義.

2、扒渣裝載機構(gòu)動作協(xié)調(diào)性.扒渣機輸送料槽構(gòu)是銑挖掘進機的主要工作機構(gòu)之一,其作用是將截割機構(gòu)破落下的煤巖收集、耙裝至中間輸送機.裝載能力的大小取決于扒渣機構(gòu)參數(shù)的選擇,它直接決定了整機的生產(chǎn)能力.因此不斷改進和完善銑挖掘進機扒裝機構(gòu),是提高銑挖掘進機整機性能的前提.

3、截割頭、銑挖齒的綜合因素.截齒(銑挖齒)是銑挖機的關(guān)鍵部件,其材料、制造工藝對銑挖掘進機的性能會產(chǎn)生較大的影響.隨著銑挖掘進機應(yīng)用范圍的擴展,對截齒硬度、疲勞強度的要求有增大趨勢.目前,國產(chǎn)銑挖機截齒體材多為硬質(zhì)合金,如30crmnsia,其缺點是脆性大.由于銑挖掘進機作業(yè)巖層地質(zhì)條件的復(fù)雜性,要求截齒具有較高硬度、良好的耐沖擊性、抗磨性,從而保障銑挖掘進機在截割富含石英的巖石時具有穩(wěn)定的工作能力.不僅截齒的材質(zhì)十分重要,而且截齒的形狀、銑挖頭的排列方式,對于銑挖掘進機的性能影響也不容忽視.由于鎬形截齒具有良好的自銳性、耐沖擊性而得到廣泛應(yīng)用.銑挖截割頭的排列方式直接影響著整機的平穩(wěn)性和工作效率.

4、銑挖掘進機的功率.我國目前使用銑挖掘進機的功率普遍較小,不利于截割更堅硬的巖石和提高作業(yè)效率,因此,我國需要加強大功率銑挖掘進機的開發(fā).為了較好地發(fā)揮掘進機的性能,必須留有一定的儲備功率.從目前銑挖掘進機的發(fā)展趨勢來看,大功率的銑挖掘進機,必然成為礦山的主力機型.

二、從環(huán)境因素分析

1、巖層傾角.對于某銑挖機,當不存在巖層傾角時,切削速度為8m3/h,存在巖層傾角時,切削速度為10m3/h.

2、隧道傾角.帶有一定傾角的隧道,能夠較好地利用媒炭自身的重力作用,被截割后易于裝載.同時可以避免煤炭在截割頭和工作面上循環(huán)滯留,從而增強了銑挖掘進機的工作效率和可靠性.

3、巖體強度.巖體強度的大小對銑挖掘進機的工作效率有明顯的影響.巖體強度較大,截割單位體積的巖石所需要的能量就會增加,銑挖掘進機的工作效率也會降低.文獻報道,當巖體強度為21mpa時,截割單位體積的巖石所需要的能量為/m3,銑挖掘進機的工作率為25m3/h.當巖石強度為45mpa時,截割單位體積的巖石所需要的能量為/m3,銑挖掘進機的工作率為10m3/h.

4、巖層注水.濕巖層與干巖層對銑挖掘進機工作性能有較大的影響.通過對比分析,每分鐘注入11升水的巖層與干巖層相比,在巖體強度都相等的情況下,前者銑挖掘進機的工作效率為30m3/h,后者為15m3/h.由此可見巖層水分對銑挖掘進機的效率確實具有較大的影響作用.但其機理研究還處于空白階段.除以上因素外,影響銑挖掘進機性能的地質(zhì)環(huán)境因素還有很多,作用機理相當復(fù)雜,還有待進一步研究.

綜合以上分析的方法,影響銑挖機性能的因素,即銑挖掘進機的內(nèi)部因素和作業(yè)環(huán)境的外部因素.內(nèi)部因素包括:整機操作的穩(wěn)定性,扒渣機輸送機構(gòu)動作的協(xié)調(diào)性,截割頭截齒的綜合因素,銑挖機的功率控制系統(tǒng),液壓系統(tǒng),供水系統(tǒng),行走系統(tǒng)等;外部因素包括:巖層傾角,隧道傾角,巖體強度巖層水分等因素.針對影響銑挖掘進機性能的綜合分析,對于銑挖掘進機的設(shè)計、使用都有一定的指導(dǎo)意義.

山重重工銑挖掘進機是山重重工自主研發(fā)而成與市面掘進機有一定出入,山重重工銑挖掘進機是輕型銑挖掘進機,是個巖層硬度低的隧道掘進,各項手續(xù)齊全適合各種礦山井下使用.

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