掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)分析

王法冬　左　奪（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110000）

掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)分析

王法冬左奪
（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110000）

摘要：本文介紹了掘進(jìn)機(jī)冷卻系統(tǒng)、高壓水除塵系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)構(gòu)成的水系統(tǒng)總成，分析了各部分結(jié)構(gòu)和原理，闡述了水系統(tǒng)的重要性，展望了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：高壓水除塵系統(tǒng)；噴霧系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)

1　掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)

1.1掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)的作用

掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命的重要保障，作為掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分卻容易被人們忽視，部分用戶甚至屏蔽水系統(tǒng)進(jìn)行掘進(jìn)，由此帶來嚴(yán)重后果。我公司生產(chǎn)的EBZ200掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)由冷卻系統(tǒng)和噴霧系統(tǒng)，高壓除塵系統(tǒng)組成。其作用主要有：

（1）冷卻液壓油，維持整機(jī)熱平衡，穩(wěn)定油箱溫度，保障液壓油在最適溫度下工作；

（2）冷卻掘進(jìn)機(jī)主截割電機(jī)，防止電機(jī)高溫?fù)p壞，頻繁報(bào)警停機(jī)；

（3）噴霧系統(tǒng)在掘進(jìn)機(jī)截割工作時(shí)能有效的吸收周圍浮塵同時(shí)降低有害氣體濃度；

（4）截割頭高壓水除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)降塵滅弧。

1.2掘進(jìn)機(jī)水系統(tǒng)的管路構(gòu)成

外來水從井下輸水管道通過掘進(jìn)機(jī)總進(jìn)水球閥進(jìn)入反沖洗過濾器，經(jīng)過濾后分成兩路，一路直接通往截割頭懸臂段布置的噴水座，由文丘里噴嘴噴出。另一路經(jīng)減壓閥減壓后分為兩路，一路進(jìn)入板翹式冷卻器、蛇形管冷卻器冷卻液壓油后，經(jīng)增壓泵加壓后進(jìn)入懸臂段，由截割頭噴出；另一路進(jìn)入截割電機(jī)完成冷卻后經(jīng)截割頭噴霧水座噴出。

2　高壓水除塵系統(tǒng)

掘進(jìn)機(jī)通過鉆削和銑削的方式進(jìn)行巷道掘進(jìn)，在截齒與煤巖的切削和碰撞、煤巖的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，產(chǎn)生大量的粉塵，嚴(yán)重影響礦工身體健康和井下施工安全。高壓噴霧系統(tǒng)將經(jīng)水泵增壓后的高壓水送至截割頭，通過截齒根部噴嘴噴出，直接起到降塵的作用，同時(shí)也可以對(duì)截割過程中產(chǎn)生的火花起到一定的抑制作用。一般縱軸式截割機(jī)構(gòu)的截割臂很長(zhǎng)，如何將壓力水較好地引入旋轉(zhuǎn)中的截割頭內(nèi)是很重要的，因?yàn)樗苯佑绊懼D(zhuǎn)密封的壽命及系統(tǒng)可靠性。

圖1　截割機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

EBZ200掘進(jìn)機(jī)配水方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示的截割機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。高壓水由靠近截割頭的懸臂段引入，經(jīng)旋轉(zhuǎn)主軸上的徑向孔和中心孔進(jìn)入截割頭內(nèi)的水道，由噴嘴噴出。這種配水方式的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，引入壓力水較方便；其缺點(diǎn)是由于主軸的強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)要求，主軸軸徑較粗，旋轉(zhuǎn)密封直徑大，線速度高，磨損較快。該配水方式主要應(yīng)用在我公司的EBZ160、EBZ200、EBZ240等機(jī)型。

3　噴霧系統(tǒng)

噴霧噴嘴布置在截割頭后的懸臂工作臂上，噴出的水霧擴(kuò)散后包圍截割頭形成水幕，封閉工作面落煤區(qū)。使突破內(nèi)噴霧的粉塵繼續(xù)被捕捉，有效阻止粉塵的擴(kuò)散。大大改善掘進(jìn)工作面的空氣質(zhì)量，降低巷道粉塵濃度。

本單位掘進(jìn)機(jī)配備文丘里噴霧器作為引射噴霧裝置，文丘里噴霧器流量大，對(duì)于大面積降塵效果明顯。文丘里噴霧器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由中空錐形腔體和噴嘴構(gòu)成，當(dāng)外來水經(jīng)噴嘴霧化噴出后，在其腔體內(nèi)形成一個(gè)負(fù)壓空間，周圍的浮塵隨著空氣一起進(jìn)入腔體，與水霧結(jié)合后沉降。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了既吸收了周圍浮塵又降低了有害氣體濃度。

4　掘進(jìn)機(jī)冷卻系統(tǒng)

掘進(jìn)機(jī)主要?jiǎng)恿υ唇馗铍姍C(jī)和泵站電機(jī)會(huì)隨工作時(shí)長(zhǎng)和負(fù)載增加而產(chǎn)生溫升，需要及時(shí)其進(jìn)行冷卻，避免電機(jī)內(nèi)部的絕緣材料由于高溫而炭化變質(zhì)，導(dǎo)致電機(jī)損壞影響整機(jī)運(yùn)行。液壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，30%的功率損耗會(huì)以熱能的形式散發(fā)，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，會(huì)使液壓系統(tǒng)積累大量的熱量產(chǎn)生高溫，加速液壓油的氧化和泵、閥密封件的損壞，并加速液壓泵、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥等液壓元件的磨損。

為保證掘進(jìn)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和延長(zhǎng)使用壽命，對(duì)液壓系統(tǒng)和主要電機(jī)進(jìn)行冷卻控制溫升是十分必要的。掘進(jìn)機(jī)的冷卻系統(tǒng)以水冷為主，部分電機(jī)采用風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。本單位所生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)，除泵站電機(jī)采用風(fēng)冷冷卻外，截割電機(jī)、液壓系統(tǒng)均采用水冷方式進(jìn)行冷卻。同時(shí)，由于冷卻系統(tǒng)的元件普遍承壓能力較低，冷卻系統(tǒng)所用水路需單獨(dú)設(shè)置減壓閥和安全閥，以保證整個(gè)冷卻系統(tǒng)安全工作，避免冷卻器被高壓水擊穿，導(dǎo)致電機(jī)損壞和液壓系統(tǒng)故障。

結(jié)語

近些年我國(guó)煤礦掘進(jìn)技術(shù)仍是以機(jī)械破碎為主要手段，水系統(tǒng)在整個(gè)掘進(jìn)設(shè)備當(dāng)中還只是一個(gè)輔助系統(tǒng)。但其在保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、降低粉塵濃度、抑制火花避免火災(zāi)等方面的作用是不可替代的?，F(xiàn)在隨著高壓水射流輔助切割技術(shù)的發(fā)展，水系統(tǒng)在掘進(jìn)設(shè)備中的重要性也將進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

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[3]嚴(yán)萬生，陳敬開．煤炭采掘機(jī)械一條龍專集[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1992．

中圖分類號(hào)：TD421

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