MG250/590采煤機在大傾角工作面的改進

陶淑清

MG250/590采煤機在大傾角工作面的改進

陶淑清①

(龍煤礦業集團有限責任公司鶴崗分公司興安煤礦)

M G250/590W采煤機是多電機橫向布置,可以實現電牽引與液壓牽引互換。和縱向布置采煤機相比,具有很多優點。為適應興安礦綜采工作面的大傾角,改變了采煤機原設計的技術參數,通過在該礦大傾角工作面的使用,平均日產原煤1 930 t,最高日產2 800 t,效果顯著。目前,國內外對大傾角綜采工作面(傾角大于35°)的采煤機還處在探索階段,根據興安礦大傾角工作面的自然條件及使用采煤機的經驗：對M G250/590W采煤進行技術改進,使其牽引力增加了10 t,能較好地適應該礦大傾角綜采工作面,為大傾角采煤機的設計選型,提供了參考。困繞該礦多年的綜采大傾角工作面采煤機牽引力不足的問題得到了解決。

多電機橫向布置采煤機;大傾角綜采工作面;牽引力;技術改進

1 MG250/590采煤機概述

M G250/590采煤機,是雞西煤礦機械有限公司開發研制的多部電動機橫向布置新一代大功率液壓牽引采煤機。主要特點：電動機橫擺,可實現電液互換。主要由液壓傳動部及電機部、左牽引部、左右截割部、左右行走箱、左右滾筒、冷卻噴霧系統、機外油管組、支承組件和拖纜裝置等,共計13個部件組成。

采煤機工作原理：采煤機由煤壁側(硬幫)的兩組支組件和老塘側(軟幫)的兩只導向滑靴分別支撐在工作面刮板運榆機的鏟煤板和銷排上,通過左右行走箱中的行走擺線輪與運輸機銷排嚙合,使采煤機沿工作面刮板運輸往復行走,實現采煤機左右牽引,同時截割部電動機通過截割機械傳動鏈直接帶動滾筒旋轉,完成落煤和裝煤作業。

2 M G250/590采煤機改進可行性論證

采煤機高速發展的當今,已被無鏈牽引采煤礦機取代,電牽引采煤機以事故率低、便于維護等優點,將要取代液壓牽引采煤機已成必然趨勢。

M G250/590W采煤機是在MG150/375采煤機成功經驗的基礎上,增大電機容量,重新設計技術參數,在技術性能上可以彌補以上采煤機的不足,還可以實現電牽引與液壓牽引。根據廠方提供的信息,龍煤礦業集團興安礦對使用M G200/490W采煤機的鄭煤集團裴溝煤礦及義馬煤電集團的耿村煤礦進行調研。

通過調研,鄭煤集團裴溝礦為三軟煤層,傾角較小,義煤集團耿村礦傾角不大,但煤質較硬 f=2,在興安礦的地質條件下,對采煤礦機上行牽引割煤時的牽引力進行估算：

采煤機受力分析：

式中：

F—采煤機上行牽引力;

Px和 Px′—上下滾筒的推進阻力,其作用方向與采煤機牽引速度方向相反;

Py和 Py′—作用在滾筒圓周上的截割阻力,其作用方向與滾筒的轉向相反;

Pz和 Pz′—由于螺旋滾筒受到裝煤和割煤引起的軸向力、特別是滾筒的推進阻力 Px、Px′和牽引力不是沿同一條直線作用,因而使采煤機形成轉動的扭矩,因此,采煤機煤壁側(硬幫)滾輪,老塘側(軟幫)導向滑靴受到側向力;

G—采煤機重量,t,取42;

NAY、NBY—運輸機溜槽對采煤機通過導向滑靴的支持力;

NCY、NDY—運輸機鏟板對采煤機通過承組件的支持力;

f—采煤機支承組件,導向滑靴與鏟板和溜槽的摩擦系數;

T—采煤機拖移電纜、水管的阻力;

Q—采煤仰、俯采時導靴作用在銷排上的壓力;

fo—導靴與銷排的摩擦系數。

上式可歸納為：

式中：

F1+F2—滾筒推進阻力。通過對M G2×300及M G2×375采煤機(滾筒d1.8 m),在上行割煤時壓力進行計算約為15～20 t。

F3—拖移電纜水管力與仰俯采時及采機扭曲時附加阻力,拖移電纜水管力約為6 t,仰俯采及采機附加阻力約為4 t。

M G250/590W采煤機設計牽引力為55 t,相差7 t。

通過以上計算,M G250/590W采煤機牽引力不足。在興安礦的地質條件下使用MG250/590W采煤機必須增大采煤礦機的牽引力。

采煤機增大牽引力有兩種方法：

1)不改變牽引速度,增大液壓及電動機功率即增大主油泵流量及提高液壓系統的壓力。因采煤機液壓牽引部已經定型,更換大流量主油泵需改變牽引部設計尺寸,因此非常困難。

提高系統壓力：

根據公式：

式中：

F—牽引力,k N;

Mm—馬達輸出扭矩,N·m;

i—為牽引總傳動比,取336.84;

ηmm—馬達機械效率,取0.95;

ηmi—牽引齒輪傳動總效率,取0.86;

ηmx—擺線輪與銷軌傳動的機械效率,取0.95;

Z—擺線輪齒數,取13;

t—銷軌節矩,m,取0.125;

q—馬達排量,mL/r,取107;

ΔP—馬達壓差,MPa;

P0—背壓,MPa,取2; Pa=17.66 MPa

P=ΔP+P0=17.66+2=19.66 MPa

因采煤機液壓牽引壓力設計最高壓力為19 MPa,增大牽引壓力也不可取。

2)降低采煤機的牽引速度,增大液壓馬達的排量及增大機械傳動比,增大采煤機牽引力。即由ZM 125馬達替換A2F107馬達。

牽引力：

牽引速度的計算：

式中:

n—擺線行走輪轉速,r/min;

Vmax—最大牽引速度,m/min;

t—銷排節距,m,取0.125

式中：

Q—主泵理論流量,L/min,取262.54;

m—并聯馬達數量,取2;

i—牽引總轉動比,取336.84;

q—馬達排量,L/r,取0.125;

ηvp—主油泵的容積效率,取0.92;

ηvm—馬達的容積效率,取0.95;

計算液壓功率：

式中：

Q—主油泵流量,L/min,取262.54

因牽引電機同時帶動調高泵及輔助泵,調高泵為XB12.5,壓力為18 MPa。輔助泵為 YBC45/160,流量為45 L/min,壓力為3 MPa。調高泵輸入功率：

輔助泵輸入功率：

總輸入功率：

式中：

ηz—主泵機械效率為0.95;

ηt—調高泵機械效率為0.95;

ηb—輔助泵機械效率為0.85。

因此,電機輸出功率應為100 k W。

比較以上兩種增大采煤機牽引力的方法,可見后一種比較簡便,方案可行。

校驗采煤機生產能力：

式中：

H—采煤機理論生產能力,t/h;

h—采高,m,取3;

s—截深,m,取0.6;

Vm—工作牽引速度,m/min,取4;

ε—煤松散比,取1.3;

ρ—煤比重為,取1.4。

在興安礦與采煤機相配套的工作面運輸機為SGZ-730/400框架運輸機,運輸量為700 t/h,可以滿足實際生產需要。M G250/590W采煤機主要技術特征見表1。

表1 M G250/590W采煤機主要技術特征

3 結 論

M G250/590W采煤機通過興安礦綜采一隊在二水平南八層三、四區一分層(工作面自然要素：140 m×3 m×700 m×1.4=41萬 t,工作面平均傾角33°,最大37°)的使用,該工作面在2003年3月份投產,4月份產出原煤57 911 t,平均日產1 930 t,最高日產2 800 t。M G250/590W采煤機通過技術改進,改變牽引速度,提高了采煤機爬坡能力和采煤機的利用率,加快了工作面的推進速度,這對于興安礦煤質自燃發火期短(自燃發火期6個月)具有重要意義。

Technical Improvement on MG250/590 Shearer in Inclined Fully Mechanized Coal Face

Tao Shu-qing

MG250/590W shearer is a multi-lateral arrangement of motor,electric traction and hydraulic pressure can be achieved traction exchange,and compared with vertical arrangement of shearer,it has many advantages.To meet big dip of the fully mechanized mining face in Xingan mine,we have changed the original design of the technical parameters of shearer,by the use of big dip of fully mechanized coal mining face in this mine,with an average daily output 1 930 tons of raw coal,the maximum daily output 2 800 t,results are obvious.At present,at home and abroad to large angle mechanized mining face(angle greater than 35°)of the shearer is still in the exploratory phase,we face big dip under the Xingan mine the natural conditions and the use of shearer’s experience ：The M G250/590W mining technological improvements to traction increased by 10 tons,could well adapt to the big dip of f ully mechanized coal face in Xingan mine,the design of large inclination shearer selection,providing a reference.The problem of insufficient traction shearer of great inclined mechanized mining face in Xingan mine for many years has been resolved.

Multi-lateral arrangement of motor shearer;Inclined f ully mechanized mining face;Traction;Technology improvement

TD421.6

B

1672-0652(2010)02-0016-04

陶淑清 女 1964年出生 1991年畢業于黑龍江省鶴崗礦務局工學院 工程師 鶴崗 154102

2009-12-22