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1、快速掘进成套装备,上海创力集团股份有限公司,一、项目背景 目前，大多煤巷采用掘进机掘进， 1）人工架设前探梁，用风动锚杆机进行锚杆支护（附图）； 2）在掘进机上加装机载式临时支护装置和锚杆机进行作业；如三一龙门掘 锚护以及南高齿的掘锚护（附图）。 这几种作业模式，常常存在以下问题： 1）支护面积小、强度低，安全性差； 2）劳动强度大，作业环境差； 3）掘进和锚杆支护不能平行作业，进尺效率低。 因此，有必要研制一种快速掘进成套装备，以实现掘进和锚杆支护平行作业，提高生产效率，改善作业安全环境，降低劳动强度，满足煤矿对于安全高效生产的需要。,快速掘进成套装备,快速掘进系统：从广义角度讲，是一个很大
2、的范畴，只要能提高进 尺又能提高机械化水平，我们都可以叫快速掘进系 统或设备。如掘锚机、连锚机、QMJ4260全断面矩 形煤巷掘进机等。 实现途径：1）掘进和辅助工作相互单独进行，也就是说掘进设备只 负责掘进，其它辅助工作比如打锚杆机等由后面其它 设备来完成。 2）提高掘进设备的工作效率。 举例： QMJ4260全断面矩形煤巷掘进机（大柳塔煤矿） 生存环境：工况比较好。1）空顶距大（3米以上）；2）帮、顶、底板比 较平整，也不会出现炸帮等现象。,快速掘进成套装备,连锚机,QMJ4260全断面掘进机,快速掘进成套装备,掘 进 机,自 移 式 临 时 支 架,锚 运 机,桥 式 转 载 机,伸缩
3、皮带 机(矿 方自 备),二、快速掘进成套装备组成,快速掘进成套装备,快速掘进成套装备,快速掘进成套装备整体布局,掘进与锚杆支护平行作业,实现临时支护、锚杆支护机械化作业,空顶距小（3米）,自移式临时支架可自行交替前进,锚运机可锚装全断面锚杆及实现转载功能,三、快速掘进成套装备实现目标,快速掘进成套装备,四、快速掘进工艺 （以0.9米排距为例） 1.作业制式：四六制，三个生产班，一个检修班； 2.掘进、临时支护工艺：掘进机割煤0.9米临时支护向前移动0.9米 铺锚网、铺钢带，依次循环进行； 3.锚杆支护工艺： 顶锚杆：打锚杆（锚索）孔装药卷上锚杆（锚索） 紧固 锚杆（锚索） 前进0.9米，依次
4、循环进行； 帮锚杆：铺帮网打锚杆（锚索）孔装药卷上锚杆（锚索） 紧固锚杆（锚索） 前进0.9米，依次循环进行； 4.掘进、临时支护与锚杆支护平行作业；顶锚杆、帮锚杆平行作业； 5.人数需求：掘进机 2人、迈步支架 2人、锚护机 6人，总共需10人。,快速掘进成套装备,5、理论计算循环时间（以巷道宽度4.5米，高度3.5米为例）,快速掘进成套装备,每循环3548分钟，平均进尺1米，每小时可进尺1.351.71米，每天实际工作15小时： 月进尺 = 30（天/月）15（小时/天）（1.341.71）（米/小时） = 603629（米）,注：以上限于配套比较顺利，没有预锚等其它工序的理论计算。,五、
5、掘进机、锚运机、自移式临时支架,1、掘进机,2：锚运机,3：自移式临时支架,快速掘进成套装备,1、掘进机,掘进机,以EBZ220为基础，进行七处主要升级改造： 铲板升级为扇形铲板，展开后无需来回移动机位便可完成收料； 截割部加装机载式探水钻机，探水深度约70米； 操作台增加探水钻机及自移式临时支架的控制，且掘进机、探水钻 机、自移式临时支架互锁； 中间运输机尾部加长，增加导料斗，以实现与锚运机的协同出料； 后支承加装缓冲轮胎，避免掘进机与锚运机的硬碰撞； 增加快速电缆连接器，便于锚运机后退拉伸缩皮带；,掘进机,整机三维示意图,掘进机,整机三维示意图,掘进机,整机二维示意图,掘进机,铲板,铲板采
6、用扇形结构； 展开后宽4.6米； 收回后宽3.4米。,掘进机,截割部,探水钻机工作状态,探水钻机收回状态,截割部上方加装机载式探水钻机； 探水深度约70米； 水平钻探范围高：1.52.4米；宽：距巷道中心左右各1米，共2米。,探水钻在断面垂直打孔位置尺寸：,掘进机,掘进机,操作台,增加七联换向阀，为探水钻机、铲板伸缩油缸、自移式支架供油； 增加梭阀及切换阀，保证掘进机动作与探水钻机及支架动作互锁； 操纵方式为全液控手柄。,截割部控制 四向先导手柄,掘进机,机身,支承腿改为侧向支撑 去掉桥式转载机回转台 加装防撞缓冲 尾部加装导料装置,掘进机,除尘方案：超声波雾化外喷雾,原理 1、空气动力学原理
7、：当含尘粒的气流绕过雾滴时，雾滴捕捉住气流中尘粒的几率与雾滴的直径有关。雾滴大时，尘粒仅仅是随绕流绕过雾滴而未被捕捉。雾滴与尘粒径相近时，更易与尘粒相撞而捕捉住尘。超声雾化正是应用这一原理产生100m以下，与微细的粉尘粒径相近的雾滴来捕获粉尘。,2、云物理学原理：由于雾滴微细，部分雾滴会在空气中迅速蒸发，使局部密闭空间中的相对湿度迅速饱和。过饱和后的水汽会以尘粒为核凝聚，使尘粒不断增大，直至落下，形成从“云”变成“雨”的过程。,实验场景： 水压1.0MPa 气压0.4MPa,掘进机,优点： 1、可在不改变掘进机现有结构的基础上安装此装置； 2、可利用井下现有条件、设备就能使此套系统工作； 3、
8、减少使用成本，可简化除尘管理工作，可节省50%能耗，可有效改善工作面积水问题； 4、从喷雾效果看，大大提高了降尘效率，特别对呼吸性粉尘的降尘效果明显；,主要组成： 1、智能控制箱（外形尺寸：350*275*150） 2、主座超声雾化捕尘器 3、悬臂超声雾化除尘器 4、机侧超声雾化捕尘器 工作条件： 1、空气压力：0.4-0.8 MPa 2、水压力： 1-6 MPa 消耗水气（1个喷嘴）： 1、耗气量：5-8L/min 2、耗水量:0.4-0.6 L/min,掘进机,电缆连接方案：快速电缆连接器,矿用防爆型插拔式电缆连接器 锚护机后退时，可在此处快 速断开，工作时再快速连接。 断开时保护盖板可便
9、捷安装 在连接器两端，防止水汽、灰 尘进入。 断开、连接电缆和安装保 护盖板时间都是约6-8分钟。,快速电缆连接器,锚运机三维示意图,装运部,顶锚杆机,侧帮锚杆机,液压系统,行走部,后支撑,锚运机,电气系统,2、锚运机,锚运机性能特点：,布局结构紧凑，适用大多数巷道 功能多样化，可实现锚杆支护与装运一体化 锚运机排距可根据工况调整 可实现机械化施工顶部及帮部锚杆 四部锚杆机可同时工作，效率高,锚运机,锚运机工作状态 1、图示为自移式临时支架支撑到巷道顶板后，掘进机与锚运机同时工作时状态示意图： 2、掘进机在前面进行掘进的同时，锚运机在掘进机与自移临式支架后面进行全断面锚杆支护，掘进与锚杆支护实
10、现平行作业。,锚运机,踏板工作状态,顶锚杆操作空间位置示意图,锚运机,操作台,锚运机 主操作台,操作台,踏板收回状态,操作站 立平台,操作站 立平台,帮锚杆操作空 间位置示意图,锚运机,操作台,操作台,操作站 立平台,操作站 立平台,锚运机,顶锚杆机打角锚杆时 向外摆动15,锚运机,顶锚杆机垂直打正中间孔,锚运机,帮锚杆机垂直打最上部帮锚杆高度3米,锚运机,帮锚杆机打最下方帮锚杆高度0.8m 下旋20,行走部,行走部配备8万Nm减速机。,液压系统,液压元件均采用国际知名品牌 采用负载敏感反馈系统,锚运机,3、自移式临时支架,自移式临时支架,自移式临时支架,动画演示,自移式临时支架是快速掘进成套
11、装备中的重要组成部分，是实现掘进与锚杆支护平行作业的必要前提，主要结构如下：,前主支护架体,后主支护架体,前托网翻板,侧帮支护架体,移架油缸,翻转油缸,侧支撑油缸,立柱油缸,后托钢带翻板,多路阀,结构,自移式临时支架,防倒支撑装置支撑状态,自移式临时支架,侧支撑油缸,支撑梁,底座,防倒支撑装置收回状态,自移式临时支架,侧支撑油缸,支撑梁,底座,瓦斯报警器,自移式临时支架,瓦斯报警器,线缆卷筒,卷筒可卷50米瓦斯报警器线缆 瓦斯报警器随线缆卷筒一起旋转,滚轮,自移式临时支架,滚轮,在前、后主架体间增加多组滚轮 滚轮可大大减小移动架体时的阻 力，进一步提高了安全性,特点 自移式临时支架横跨掘进机，
12、对其上方的空顶区提供临时支护，其主要特点如下：,功能多,更安全,省资源,自移式临时支架,顶板支护,侧帮支护,机械铺钢带,机械纠偏,防倾倒,定距自移,自移式临时支架,借助侧帮支护纠正支架在巷道的位置,可根据需要调整移架油缸行程，实现900-1000的定距自移,功能多,更 安 全,工作阻力大,空顶距小、全顶板支护,可对侧帮支护,掘进机与临时支护闭锁控制,防倾倒设计,自移式临时支架,移架阻力小,省资源,铺 钢 带 机 械 化,定距 自移 无需 测量,机械 纠偏,与掘 进机 共用 泵站,自移式临时支架,主 要 技 术 参 数,支护面积（m）：,支护高度（m）：,顶板初撑力（kN）：21600,顶板工作阻力（kN）：22400,支护强度（MPa）：,立柱油缸对地压强（接地比压）（MPa）：,自移式临时支架,侧帮初撑力（kN）：,侧帮工作阻力（kN）：,注：以上数据仅作参考，具体设计参数由矿方提供。,移架距离（mm）：9001000,巷道技术参数：,谢谢,快速掘进成套装备,
