浅谈煤矿掘进技术_何洪瑞

矿山天地 矿山天地 摘要：随着煤炭行业的高速发展，随着每年国内煤矿产量的居高不下，这 必然给掘进技术及机械提供了一个不断革新和发展的平台，积极加强掘进技 术的发展成为必然趋势，掘进技术必将迎来更大更广阔的发展空间。本文简 单介绍了我国煤矿巷道掘进技术，并且指出了煤矿高效掘进技术的发展趋 势。 关键词：掘进技术 掘进机 近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行 业也日益受到重视。在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康 发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改 委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综 合采煤设备等内容。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的 方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿要达到稳产高产，那么煤矿巷道的 快速掘进必须得到保证，这是一个关键的技术措施。掘进的技术和掘 进的机械装备的水平直接与煤矿生产能力以及煤矿安全相挂钩。所 以说，高效的掘进技术和支护技术不仅仅是矿井实现高产高效的必 备条件，同时也给巷道掘进技术指明了方向。下面就一些先进的掘进 技术作简单的介绍。 1 光面爆破的应用 在现今的煤矿掘进中，光面爆破，也越来越多地得到了采煤单位 的采用。用光爆 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 ，岩层能较精确地沿设计轮廓断裂下来，使 岩面平整，规则，同时还能够保证围岩的整体性和稳定性。 光面爆破的起爆顺序为：主炮孔 - 缓冲孔 - 光爆孔，其中光爆 孔延后缓冲孔 100ms 左右起爆。光面爆破的破岩机理相当复杂，现 在还没有研究出确切的破岩机理。但是在通过实际应用的分析之后， 已经达到了一定的共识。一般可以认为爆炸的时候，主要是气体发生 膨胀，气体做功，从而达到爆破效果的。光面爆破的时候，四周的炮眼 同时起爆，每一个炮眼都会产生冲击波，并且沿着径向向四周传播， 而相邻的炮眼产生的冲击波相遇之后，会发生冲击波的叠加，也就是 应力的叠加，同时会出现切向拉力，而最大的拉力值发生在相邻炮眼 的连线的中心，所以如果岩体的抗拉强度达不到这个切向拉力时，岩 体就会被此拉力拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，随着爆炸 气的膨胀，合裂缝会进一步地扩展，从而最终形成平整的爆裂面。 光面爆破的设计是由很多方面的因素决定的，包括起爆器材的 选择，炸药的选择等，而重中之重是光爆参数的选择。在实际 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 应 用中，不能只参照计算结果，还要用工程类比和试验的方法来调整光 面爆破参数，这样才能使得实际效果跟预想的一样。 2 掘锚机组掘锚一体化掘进 一直以来，发展掘锚联合机组，实现“掘支锚一体化”平行作业， 是公认的加快煤巷掘进和锚杆支护速度的必要手段。通过不断地学 习和借鉴国外相关先进技术，我国在这方面也有长足的进步。目前， 掘锚机组主要两种：一种是以连续采煤机为基础的掘锚机组；另一种 是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机。 掘锚机组的原理就是将掘进与支护有机地组合起来，实现通过 同一台设备来实现掘进和支护工作，从而可以大大缩短掘进与支护 设备的换位作业的时间。 掘锚一体化机组是我国技术创新项目，是当今世界一流的掘进 科研成果。它一改矿井掘进过程中截割、扒装、运输、锚网支护等传统 单一的作业手段，采用截割落煤与锚网支护同时作业的新模式，优化 了作业流程，具有高可靠性、速度快、自动化、工效高、人工强度低等 优点，特别是用于大断面煤巷掘进时优点更为突出。 3 推广使用连续采煤机 世界上的一些采煤大国，比如美国、澳大利亚，他们长期采用的掘 进技术就是连续采煤机多巷掘进，这种方法是煤矿巷道高效快速掘进 的主要方法之一。如今，我国在这方面也在不断向国外看齐，各种连续 采煤机不断地被研发出来，连续采煤机煤巷掘进采取采掘合一的工作 方式，掘进速度快，既可用于短臂机械化开采及回收边角煤，又可用于 巷道快速掘进。它整机布置紧凑，多电机独立驱动，工作效率高；牵引 电机采用直流串励电机，牵引特性好，过载能力强；主要液压件大都采 用进口，保护完善，工作可靠。优点相当突出，所以说连续采煤机多巷 高效掘进是当前高产高效工作面采掘准备的优选方式。 4 负载反馈调速技术 切割牵引速度足煤矿掘进机的一个重要工况参数，合理的切割 牵引速度不仅与掘进机自身参数有关，还与煤岩硬度、钻人深度和切 削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用比例多路换向阀、变量泵一 负载反馈无级调速，合理调整切割牵引速度，有效地减少功率损耗， 降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工 作。 5 分裂机、液压锤的逐步应用 世界经济的全球化不断深入和发展，带动了包括技术等等多方 面的交流和借鉴。在向国外一些采煤大国的先进掘进机械技术的不 断学习和研究之后，目前，中国国内也开始研究和生产一些先进的掘 进机械，这其中比较具有代表意义的就是分裂机、液压锤的发展。 液压锤联合采矿掘进，是先用岩石分裂机将矿脉的岩体分裂，然 后用液压锤将分裂的大块矿岩打成小块，再装车运至指定地点。这一 方法也叫做非爆破采矿法。液压式岩石劈裂机替代了爆破和传统的 破碎方法。它在破碎岩石和混凝土时不会产生压力波，也没有振动、 噪音和粉尘，在采石场的荒料开采领域也拥有很大的技术优势。 这种分裂机、液压破碎锤联合采矿掘进的方法，属采矿和岩巷掘进， 其工艺流程是钻孔机开孔→各孔中安放分裂机→各分裂机分裂岩 石、开槽→液压破碎锤将矿岩破碎成小块→装载机外运。 它的工作原理：岩石的抗压强度很高，相比之下它的抗拉强度却 相当低。岩石劈裂机就用这个原理制成的，它有效地利用了液压放大 和楔块的原理。工作方法：首先钻一个特定直径和深度的孔，将岩石 劈裂机的破碎头部分插入孔中，中间楔块在液压力的作用下向前移 动并将两个反向楔块撑开。最大张力达 480 吨，将岩石结构从内部 进行破坏，几秒种内就会产生裂缝。 与领域传统作业方式相比，它的特点是：①安全性：液压分裂机 的工作环境很稳定，它是在静态液压环境下工作，而且可控性较强。 因此，它不会跟一般的爆破一样，会产生一些安全隐患，因而这种方 法在操作时不需要采取太多的复杂的安全措施。②环保性：液压分裂 机的环保性很高，它工作时，不会产生震动、噪音、粉尘飞屑等现象， 不会影响到周围的环境。也就是说，它工作的时候不会干扰到周围环 境，即使是人较多或者安放一些设备的地方。还可以有效地保护环 境，对人身和建筑物无安全事故的隐患。③经济性：首先，液压分裂机 完成一次分裂过程仅仅需要数分钟就可以了，效率很高；其次，它运 行以及维护的成本很低；最后，它不需要像爆破那样，需要采取隔离 以及其他的安全措施。④使用性：液压分裂机使用很简单，很人性化， 而且非常易学，它的操作只需要一个人，另外它的维护便捷，搬运方 便，同时还具有较长的使用寿命。⑤精确性：跟传统的爆破以及其它 的冲击性的拆除方法大不一样的是岩石的分裂方向可以由液压分裂 机预先确定而且精确度很高，此外，分裂形状，分裂尺寸等等都可以 预先确定。⑥灵活性：液压分裂机具有体积小、重量轻、分裂力大的特 点(最大分裂力可达 500 吨)，在狭小的空间里可以进行分裂工作，适 用性很强。 6 展望 随着煤炭行业的高速发展，随着每年国内煤矿产量的居高不下， 尤其在部分国有重点煤矿企业中，机械化程度已经达到 95％以上， 这必然给掘进技术及机械提供了一个不断革新和发展的平台，积极 加强掘进技术的发展成为必然趋势，掘进技术必将迎来更大更广阔 的发展空间。就目前来看，有以下几点发展趋势：①可视化矿石识别 技术；②断面成型控制技术；③行走机构的智能化控制；④截割功率 自动调节控制。 浅谈煤矿掘进技术 何洪瑞 （安徽省淮南市八公山区新庄孜煤矿检查科） 191 矿山天地 矿山天地 参考文献： [1]李跃宇，吴志海.我国煤矿掘进装备技术的发展的思路[J ].煤炭科学技 术，2006(2). [2]任葆锐，刘建平.煤巷快速掘进设备的使用与发展[J].煤矿机电，2003(5). [3]王金华.我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术[J ].煤炭科学技 术，2004(1). [4]张明教，高英，王学成.重型掘迸机性能主要限制因素及其改进方向 [J ].煤炭科学技术 2005(1). （上接第 191页） 摘要：本文针对煤矿电动机常见故障原因进行了分析，提出了排除常见 故障的一些基本的措施，在末尾段提出了判断电动机常见故障的一些小诀 窍，借此希望对解决矿井电动机常发生的故障提供一定的指导。 关键词：矿井 电动机 故障 分析与探讨 煤矿机械化已成为煤矿采掘的主流，作为机械化的主要承载装 置———电动机在煤矿生产运行中发挥着越来越重要作用。电动机是 一种将电能转化为机械能的动力设备，对确保矿井机械稳定运行、保 障矿井安全有着决定性的影响，因此电动机故障也成了影响矿井安 全生产运行的最主要也是最常见的因素之一。所以，及时对电动机的 故障原因进行研究分析，采取各种措施排除故障干扰显得十分关键。 1 电动机常见故障的原因分析 电动机作为一种高负荷运行的机械设备，其故障原因多与电动 机本身质量、工作环境、运行状态、电气故障、操作维护等有关系。 1.1 电动机本身质量 电动机运行状态往往是长时间高负荷，因此为确保整个机械装 置安全、稳定运行，电动机的质量必须是可靠的、耐耗的。然而随着电 动机生产厂家的增多，电动机市场鱼龙混杂，大量粗制滥造的电动机 充斥市场。当前市场上劣质电动机主要表现有：电动机绕组线圈不达 标、绝缘材料达不到国家标准等，这些次品运行后会导致电动机运转 后迅速发热，造成绝缘材料快速老化，缩短电动机运行寿命，最终烧 坏电机；在电动机检修方面，一些检修人员选用质量低劣的铜线和绝 缘材料。检修人员在检修过程中浸漆工艺不成熟，绝缘措施不到位， 在接线上焊接不牢，联接截面处理不够，为电动机故障埋下了隐患。 1.2 电动机安装不到位 由于煤矿井下特殊的环境使电动机的安装容易出现不适宜的现 象。井下接线时，连接不牢固，或接线端头截面积不够大，导致电机在 运行时产生大量的热量，热量释放极易烧坏电动机端子和周围的匝 间绝缘材料。另外，电动机在安装时与驱动设备的同轴度不符、位置 偏差使电动机在运行过程中容易产生振动，使电动机轴承由于要承 受径向载荷而使转子轴承产生疲劳，从而减短了轴承寿命。 1.3 电动机的运行环境不符合要求 矿井环境往往通风不畅，空气潮湿，影响着电机的保养和安全运 行。电动机在潮湿的环境下工作，由于煤矿采掘过程中的水淋以及排 水不畅，使电机极容易受潮，尤其是长时间不用的电机，受潮将使绝 缘性能大大降低，若通电后将会出现接地或短路，从而烧坏电动机。 另外，电动机尤其是半掩埋的电机在通风不畅的环境下工作，会因为 散热受阻或风叶折损而烧坏电动机。而针对那些水冷却电动机而言， 由于水停滞或水流量不到，极易导致电动机在无冷却或冷却效果不 佳的状态下温度快速升高，从而烧坏电机。 1.4 电动机运行参数异常 电动机一般都有一定的技术参数，如果运行过程技术参数出现 异常，将会使电机损坏。电机参数出现异常的原因一般有支撑电机运 行的电压过高或偏低、电机频繁启动和关停、电动机缺相运行和电机 超负荷运行等。 2 电动机故障防范与排除措施 2.1 技术手段加强对电动机的保护 以往矿井下使用的是磁力开关来控制电动机，磁力开关的优点 是有效保护电机短路，但不能很好地控制过载与缺相，而实际上后者 才是目前电动机出现故障的最常见原因。在电气化技术日渐成熟的 今天，真空开关控制电动机的优势日渐显现，因其技术上的优势逐渐 在机械化程度高的大型煤矿推广应用，如对大功率电动机采用 TTQ400/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型调压调频软起动器，在加 强了过载、欠压、断相、主回路漏电闭锁保护的同时，可以在电动机额 定起动力矩起动电动机，而使电流小于 4 倍的额定电流，或者在达 到被控电机额定力矩的 1.4倍，而使起动电流小于 4 倍电机额定电 流，满足井下电动机带负载起动的要求。 2.2 严把电机产品质量关 提高对电动机的鉴别能力，严格把控电动机的质量。购买的新电 动机或检修后的电动机在下井安装前要做严格检查试验。倘若只按 常规做对地电阻测试或空负荷运转测试空载电流，不可能全面反映 电机技术性能等指标，要真正反映出电机的运行效果和各项性能指 标必须做带负荷运行和全面性能检测，同时要对附件诸如轴承、油 脂、密封及绝缘材料质量严格把关，杜绝粗制滥造的劣质产品进入矿 井，对设备检修单位的资质要严格审查，对设备检测人员要严格筛 查，对其检测水平进行核实。 2.3 提升职工业务素质，完善设备 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 电动机的安全运行最终还要依赖于日常的维护和保养。因此，经 常接触电机的职工的业务素质显得非常重要。倘若职工不具备起码 的设备维护知识和经验，电动机维修的质量就不过硬，时间长了其使 用寿命就会降低。在井下机械设备运行过程中，由于对控制电机的新 设备不能够及时维护，经常甩掉各种保护，使电动机在无保护的状态 下运行，很容易损坏电机。因此，煤矿企业必须配备掌握机电设备维 护与保养的人员，对操作人员进行电气设备知识的培训，使之具备起 码的机电设备检修的常识。 在日常的管理上，制定严格的设备检修责任制和设备运行检查 责任制。定期对发电机设备进行检查，杜绝设备超期、带病使用，定期 检查轴承的润滑情况，及时清理浮煤、积煤，保持良好的通风条件。备 用电动机严禁存放在水容易溅射的位置或潮湿的地方。操作人员要 严格按 操作规程 操作规程下载怎么下载操作规程眼科护理技术滚筒筛操作规程中医护理技术操作规程 执行，通过强化管理，降低事故发生率。 3 小结 根据矿井下电机设备的普遍故障分析来看，绝大多数电机故障 发生的原因是人为造成的，因此故障的判断以及排除还需要加强操 作人员的培训与管理，提高其对设备故障的敏感性，并掌握一定的简 单故障排除知识。电动机作为电气设备的一种，存在的故障多种多 样，但是经过无数次的实际运行接触和锻炼，人们也积累了一些基本 的电气设备维修方法，如常见的“看”即观察设备的外形是否发生变 化，像紧固件是否松动、绝缘器是否发黑等；“听”即靠近听设备运行 是否发出不正常的声音，像电动机轴承损坏时往往会发出“沙沙”声； “闻”即嗅闻设备运行或停下后散发出来的气味，如绝缘体烧坏往往 会散发的焦糊味；“摸”即触摸设备外壳的温度是否畸高；“测”即利用 测量仪测量设备的运行参数等等。这些判断故障的日常小方法对维 护和保养电机设备具有明显的借鉴价值，但最根本还是在于防患于 未然，加强日常的管理。 参考文献： [1]王琦，魏国.煤矿井下电动机常见故障分析与探讨[J ].山东煤炭科技， 2006(03). [2]赵华.煤矿电动机常见故障分析及预防的技术措施[J ].中国新技术新 产品，2009(14). [3]袁新安.煤矿井下电动机常见故障分析[J ].山东煤炭管理干部学院学 报，2010(03). [4]杨永山.煤矿井下电气设备智能电路模块的设计[J ].科技信息，2009 (10). 煤矿井下电动机常见故障分析与探讨 王宁生 （宁夏煤矿设计研究院有限责任公司） 192