MG250/590采煤机在大倾角工作面的改进

陶淑清

MG250/590采煤机在大倾角工作面的改进

陶淑清①

(龙煤矿业集团有限责任公司鹤岗分公司兴安煤矿)

M G250/590W采煤机是多电机横向布置,可以实现电牵引与液压牵引互换。和纵向布置采煤机相比,具有很多优点。为适应兴安矿综采工作面的大倾角,改变了采煤机原设计的技术参数,通过在该矿大倾角工作面的使用,平均日产原煤1 930 t,最高日产2 800 t,效果显著。目前,国内外对大倾角综采工作面(倾角大于35°)的采煤机还处在探索阶段,根据兴安矿大倾角工作面的自然条件及使用采煤机的经验：对M G250/590W采煤进行技术改进,使其牵引力增加了10 t,能较好地适应该矿大倾角综采工作面,为大倾角采煤机的设计选型,提供了参考。困绕该矿多年的综采大倾角工作面采煤机牵引力不足的问题得到了解决。

多电机横向布置采煤机;大倾角综采工作面;牵引力;技术改进

1 MG250/590采煤机概述

M G250/590采煤机,是鸡西煤矿机械有限公司开发研制的多部电动机横向布置新一代大功率液压牵引采煤机。主要特点：电动机横摆,可实现电液互换。主要由液压传动部及电机部、左牵引部、左右截割部、左右行走箱、左右滚筒、冷却喷雾系统、机外油管组、支承组件和拖缆装置等,共计13个部件组成。

采煤机工作原理：采煤机由煤壁侧(硬帮)的两组支组件和老塘侧(软帮)的两只导向滑靴分别支撑在工作面刮板运榆机的铲煤板和销排上,通过左右行走箱中的行走摆线轮与运输机销排啮合,使采煤机沿工作面刮板运输往复行走,实现采煤机左右牵引,同时截割部电动机通过截割机械传动链直接带动滚筒旋转,完成落煤和装煤作业。

2 M G250/590采煤机改进可行性论证

采煤机高速发展的当今,已被无链牵引采煤矿机取代,电牵引采煤机以事故率低、便于维护等优点,将要取代液压牵引采煤机已成必然趋势。

M G250/590W采煤机是在MG150/375采煤机成功经验的基础上,增大电机容量,重新设计技术参数,在技术性能上可以弥补以上采煤机的不足,还可以实现电牵引与液压牵引。根据厂方提供的信息,龙煤矿业集团兴安矿对使用M G200/490W采煤机的郑煤集团裴沟煤矿及义马煤电集团的耿村煤矿进行调研。

通过调研,郑煤集团裴沟矿为三软煤层,倾角较小,义煤集团耿村矿倾角不大,但煤质较硬 f=2,在兴安矿的地质条件下,对采煤矿机上行牵引割煤时的牵引力进行估算：

采煤机受力分析：

式中：

F—采煤机上行牵引力;

Px和 Px′—上下滚筒的推进阻力,其作用方向与采煤机牵引速度方向相反;

Py和 Py′—作用在滚筒圆周上的截割阻力,其作用方向与滚筒的转向相反;

Pz和 Pz′—由于螺旋滚筒受到装煤和割煤引起的轴向力、特别是滚筒的推进阻力 Px、Px′和牵引力不是沿同一条直线作用,因而使采煤机形成转动的扭矩,因此,采煤机煤壁侧(硬帮)滚轮,老塘侧(软帮)导向滑靴受到侧向力;

G—采煤机重量,t,取42;

NAY、NBY—运输机溜槽对采煤机通过导向滑靴的支持力;

NCY、NDY—运输机铲板对采煤机通过承组件的支持力;

f—采煤机支承组件,导向滑靴与铲板和溜槽的摩擦系数;

T—采煤机拖移电缆、水管的阻力;

Q—采煤仰、俯采时导靴作用在销排上的压力;

fo—导靴与销排的摩擦系数。

上式可归纳为：

式中：

F1+F2—滚筒推进阻力。通过对M G2×300及M G2×375采煤机(滚筒d1.8 m),在上行割煤时压力进行计算约为15～20 t。

F3—拖移电缆水管力与仰俯采时及采机扭曲时附加阻力,拖移电缆水管力约为6 t,仰俯采及采机附加阻力约为4 t。

M G250/590W采煤机设计牵引力为55 t,相差7 t。

通过以上计算,M G250/590W采煤机牵引力不足。在兴安矿的地质条件下使用MG250/590W采煤机必须增大采煤矿机的牵引力。

采煤机增大牵引力有两种方法：

1)不改变牵引速度,增大液压及电动机功率即增大主油泵流量及提高液压系统的压力。因采煤机液压牵引部已经定型,更换大流量主油泵需改变牵引部设计尺寸,因此非常困难。

提高系统压力：

根据公式：

式中：

F—牵引力,k N;

Mm—马达输出扭矩,N·m;

i—为牵引总传动比,取336.84;

ηmm—马达机械效率,取0.95;

ηmi—牵引齿轮传动总效率,取0.86;

ηmx—摆线轮与销轨传动的机械效率,取0.95;

Z—摆线轮齿数,取13;

t—销轨节矩,m,取0.125;

q—马达排量,mL/r,取107;

ΔP—马达压差,MPa;

P0—背压,MPa,取2; Pa=17.66 MPa

P=ΔP+P0=17.66+2=19.66 MPa

因采煤机液压牵引压力设计最高压力为19 MPa,增大牵引压力也不可取。

2)降低采煤机的牵引速度,增大液压马达的排量及增大机械传动比,增大采煤机牵引力。即由ZM 125马达替换A2F107马达。

牵引力：

牵引速度的计算：

式中:

n—摆线行走轮转速,r/min;

Vmax—最大牵引速度,m/min;

t—销排节距,m,取0.125

式中：

Q—主泵理论流量,L/min,取262.54;

m—并联马达数量,取2;

i—牵引总转动比,取336.84;

q—马达排量,L/r,取0.125;

ηvp—主油泵的容积效率,取0.92;

ηvm—马达的容积效率,取0.95;

计算液压功率：

式中：

Q—主油泵流量,L/min,取262.54

因牵引电机同时带动调高泵及辅助泵,调高泵为XB12.5,压力为18 MPa。辅助泵为 YBC45/160,流量为45 L/min,压力为3 MPa。调高泵输入功率：

辅助泵输入功率：

总输入功率：

式中：

ηz—主泵机械效率为0.95;

ηt—调高泵机械效率为0.95;

ηb—辅助泵机械效率为0.85。

因此,电机输出功率应为100 k W。

比较以上两种增大采煤机牵引力的方法,可见后一种比较简便,方案可行。

校验采煤机生产能力：

式中：

H—采煤机理论生产能力,t/h;

h—采高,m,取3;

s—截深,m,取0.6;

Vm—工作牵引速度,m/min,取4;

ε—煤松散比,取1.3;

ρ—煤比重为,取1.4。

在兴安矿与采煤机相配套的工作面运输机为SGZ-730/400框架运输机,运输量为700 t/h,可以满足实际生产需要。M G250/590W采煤机主要技术特征见表1。

表1 M G250/590W采煤机主要技术特征

3 结 论

M G250/590W采煤机通过兴安矿综采一队在二水平南八层三、四区一分层(工作面自然要素：140 m×3 m×700 m×1.4=41万 t,工作面平均倾角33°,最大37°)的使用,该工作面在2003年3月份投产,4月份产出原煤57 911 t,平均日产1 930 t,最高日产2 800 t。M G250/590W采煤机通过技术改进,改变牵引速度,提高了采煤机爬坡能力和采煤机的利用率,加快了工作面的推进速度,这对于兴安矿煤质自燃发火期短(自燃发火期6个月)具有重要意义。

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年毕业于黑龙江省鹤岗矿务局工学院 工程师 鹤岗 154102

2009-12-22