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1、浅议EBZ系列悬臂式掘进机发展和应用 【摘要】本文介绍了悬臂式掘进机技术的发展及应用,针对EBZ系列掘进机技术的发展过程,强调指出应用高科技实现掘进机的大功率、重型化、智能化和自动化是未来掘进机技术的发展趋势。【关键词】悬臂式掘进机;特点;发展趋势悬臂式掘进机是煤矿掘进巷道常用设备,它的发展使得矿井巷道的掘进速度和效率大幅度提高。EBZ系列纵轴式系列悬臂式掘进机,已在我们开滦集团公司,以及我国霍州矿务局、包头矿务局、云南东源、陕西、山西、神华等多个局、矿推广使用。根据煤矿生产对大功率采掘设备的使用需求,功率要求越来越大,切割功率从75kW、100kW到132kW、200kW、
2、320kW等。悬臂式掘进机其工作原理是通过截割头的旋转和悬臂(也称截割臂)的上下、左右自由摆动,带动截割头截割出所需形状的断面。我国的悬臂式掘进机的发展主要经历了三个阶段。第一阶段:60年代初到70年代末,这一阶段主要以引进国外掘进机为主,也定型生产了几种机型,在引进的同时进行消化、吸收,为我国悬臂式掘进机的发展打下了良好的技术基础。8第二阶段:70年代末到80年代末,这一阶段我国与国外合作生产了几种悬臂式掘进机并逐步地实现了国产化,其典型的代表是与奥地利、日本合作生产的AM50型及S100型掘进机,其后,我国自行设计制造了几种悬臂式掘进机,其典型代表是EMA-30型及EBJ-
3、100型。这一阶段悬臂式掘进机可靠性较高,已能适应我国煤巷掘进的需要;半煤岩巷掘进技术达到相当水平,出现了重型机。第三阶段:80年代末至今,重型机大批出现,悬臂式掘进机的设计与制造水平已相当先进,可以根据矿井生产的不同要求实现部分个性化设计,这一阶段代表机型较多,主要有EBJ型、EL型、EBH型及EBZ型等。这一阶段悬臂式掘进机的特点是:设计水平较为先进,可靠性大幅提高;功能更加完善;功率更大;一些高新技术已用于机组的自动化控制并逐步发展全岩巷的掘进。经过三阶段的发展,我国悬臂式掘进机的设计、生产、使用进入了一个较高的水平,已跨入了国际先进行列,基本可与国外同类掘进机相媲美。1
4、、掘进机发展趋势8(1)重型化、大功率;随着采煤机械化程度的提高和巷道断面的不断扩大,掘进机面对越来越硬和研磨性更强的岩石,单向抗压强度超过170MPa,因此,开发研制高功率、大质量的重型硬岩掘进机尤为迫切。目前,国外许多重型掘进机截割功率达到200-300kW,最高可达500kW。越来越高的截割功率虽然可提供给截割头巨大的截割力,但使机器的振动进一步加剧,对机器的寿命和日常保养都将产生不利影响。随之而来的是机器的重量越来越大,以增加稳定性。(2)掘、钻、锚一体化;研制集掘、钻、锚为一体的采掘锚综合机组,以实现快速掘进的同时又能打眼安装锚杆,支护顶板、侧帮,实现掘进、支护平行作
5、业,解决掘进机利用率低的问题。因此,掘、钻、锚一体化是实现巷道快速掘进,满足高产、高效工作面发展需要的重要技术途径。(3)喷雾降尘设备随机化;目前,掘进机大多设有内、外喷雾装置,但对呼吸性粉尘降尘效果差,喷嘴堵塞严重。因此,对现有机型设置机载降尘设备,强化外喷雾的使用效果,将会使掘进机在工作时的粉尘浓度大大降低。(4)液压系统逐步趋于完善、可靠;早期的悬臂式掘进机的装载机构和行走的传动绝大多数采用液压方式;行走部要实现无级调速,便于调动并要有过载保护等功能以及节省安装空间的要求,而液压传动具有控制简单,易于实现自动化;操作简便省力,可以方便实现过载保护;易于实现无级调速,调速范
6、围大;液压马达与电机相比质量轻、体积小等优点,可以满足装载、行走的要求。8(5)智能化、自动化;配置激光导向系统、计算机断面控制系统和遥控系统,以降低对操作人员的反应要求,提高生产效率和生产能力。(6)矮型化;在加大机重、截割功率和提高截割硬度的前提下,注重发展机身较低的机型,以易于井下运输和适用于掘进中、小断面巷道。(7)装载运输装置亦采用可伸缩型结构,保证机器的机动性和适应性。虽然这一时期液压传动方式发展较快,但由于煤矿井下工作条件恶劣,粉尘大、空气潮湿,油脂极易被污染,对油脂污染很敏感的液压件易损坏;液压件成本高、故障诊断困难等原因而使其发展应用减缓,这一时期的电子技术的
7、高速发展为电动发展提供了有利条件,大容量集成化、变频调速、PLC控制等一些新技术不断应用到掘进机的设计制造上,使得监控、监测的自动化程度极大提高。2、EBZ系列掘进机技术的发展2.1EBZ系列掘进机主要特点EBZ系列掘进机主要由工作机构、行走机构、回转机构、装运机构、液压系统、后转载运输系统、电控系统和降尘喷雾系统组成。其主要特点为:(1)适应性好;机器地隙大,接地比压小,可广泛用于松软底板工作面;切割头卧底量大,利于开挖柱窝和水沟。8(2)整机稳定性好;设计合理的机器重心位置,使机器工作时
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