煤炭切割技術(shù)存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法

2001年第7期煤炭工程設計技術(shù)煤炭切割技術(shù)存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院唐汝明摘要本文分析滾簡(jiǎn)采煤機截煤過(guò)程中存在的技術(shù)問(wèn)題,并提出了改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞煤炭切割技術(shù)問(wèn)題改進(jìn)方法中圖分類(lèi)號TD421.6* 1文獻標識碼B螺旋滾簡(jiǎn)是采煤機的工作機構,是極其重要的組成部分。它的好壞直接影響采煤機的生產(chǎn)能力、功耗、經(jīng)濟效益、安全和工作環(huán)境等。同時(shí)，也對采煤機受力狀況、工作穩定性和可靠性有著(zhù)重要的影響。本文將對有關(guān)截煤理論及采煤機在截煤中存在的技術(shù)問(wèn)題及改進(jìn)方法進(jìn)行論述。1截煤中存在的主要問(wèn)題1.1 雖然利用了煤的壓張效應,但能耗大的問(wèn)題仍然存在(1)為了利用煤的壓張效應,螺旋滾筒普遍采用圈1半封閉式截槽淺截深,以減少功耗。但是,由于傫旋滾筒必須具有積來(lái)包容大量的裂縫,截煤時(shí)易從裂縫處破碎,于是破煤和裝煤的雙重作用,螺旋葉片的旋向和滾筒的單位能耗減少。截割厚度h小,被截煤的體積過(guò)小，轉向也就受到了嚴格的限制。即不論牽引方向如何所包容的裂縫少,截割次數反而增多,因此需要較大改變,也不論截齒排列形式如何,站在采空區一-側看的截割力,能耗必然大。采煤機的截割厚度一般較滾簡(jiǎn)時(shí),右向螺旋滾筒必須順時(shí)針?lè )较蛐D,左向螺小,能耗就較大。.旋滾筒必須逆時(shí)針?lè )较蛐D。這樣就決定了截齒破H|煤順序是從煤體里部向煤壁表面進(jìn)行。而煤體里部的壓張效應輕,功耗必然大?，F在采煤機功耗大的主要原因之一即是如此。(2)運煤阻力大,能耗增加一1由于截煤從煤體里部向煤壁表面進(jìn)行,里部的煤首先破碎落人螺旋槽中向外輸送,外部的煤隨后才能破碎落人螺旋槽中。這樣,越靠滾簡(jiǎn)外部輸送量越大,產(chǎn)生擁擠現象。輸送煤不均勻,使輸送阻力2單位能耗與截割厚度的關(guān) 系曲線(xiàn)加大,能耗增加。1-硬煤的;2- -軟煤的(3)截齒截割阻力大,單位能耗大由于截割順序從內向外進(jìn)行,滾筒端盤(pán)上最里(5)創(chuàng )造的自由面小，導致能耗增加邊的截齒所形成的截槽屬于半封閉式截槽(見(jiàn)圖截煤順序從里向外進(jìn)行,滾筒里部的截齒截煤1),截齒在半封閉狀態(tài)下工作,截槽形狀系數K較時(shí),煤的自由面少,截割力大。同時(shí),前面截齒截割后的幫地為聽(tīng)而胡鄰蟄步創(chuàng )造的自由面不大。由于大,截割阻力大,比能耗大。自由中國煤化工佳耗增加。(4)截割厚度h小能耗大.1.2HCNMH G謀的輸送、安全和工單位能耗H與截割厚度h的關(guān)系是近似雙曲線(xiàn),如圖2所示。隨著(zhù)h的增大,h在一定范圍內H作環(huán)境是下降的,這是因為利用了裂縫剝弱煤的強度的作采煤時(shí)截槽所形成的自由面不大,崩落區所形成用。h增大時(shí)，被截割煤的體積增大,有足夠大的體的塊度小,煤粉多。此外,裝煤過(guò)程的重復破碎,也使●15●設計技術(shù)煤炭工程2001年第7期煤炭的塊度大大減小，粉塵增加,這就嚴重地影響了省去端盤(pán)。在框架靠近煤壁里部處,按端盤(pán)工作情煤的輸送和工作環(huán)境,也容易引起煤塵爆炸事故。況布置截齒即可?？蚣苁铰菪凉L筒較傳統螺旋滾筒1.3 生產(chǎn)率低有如下優(yōu)點(diǎn):由于滾筒的切削在頂部和底部是呈月牙形的2.1 可以降低比能耗,提高采煤機的生產(chǎn)率。截齒(見(jiàn)圖3),切屑厚度最小,因此,煤的塊度小,采煤機安裝在框架上，而不是安裝在螺旋滾筒的螺旋葉片的生產(chǎn)率也相應降低。上。這樣,截齒截煤的順序就可不受螺旋葉片的旋向和滾筒旋向的限制。無(wú)論牽引方向、螺旋滾筒的旋向、滾筒的轉向如何,也不論截齒排列型式怎樣，都可以實(shí)現截煤順序由外向里進(jìn)行。截煤順序這- -改變,可以充分地利用煤的壓張效應,從而降低比能耗,提高采煤機的生產(chǎn)率。2.2 可以改善截齒的工作條件,降低能耗。采取由外向里的截割順序,使端盤(pán)的截齒在兩個(gè)自由面的條件下截割。而且,先截割的截齒能夠為后截割的截齒創(chuàng )造較大的自由面。這樣,可以改善截割條件,降低能耗。圖3月牙形截櫝2.3 有利于產(chǎn)生大塊煤,降低粉塵,改善工作環(huán)境，1.4 經(jīng)濟效益差提高經(jīng)濟效益截煤順序的不合理,造成截齒受力狀況不好。截割順序的改變,使得被截割的煤體自由面增切割阻力大,截齒易磨損，噸煤成本高。切割煤時(shí)自大。根據密實(shí)核學(xué)說(shuō)和截割理論,可知刀具前的煤由面少,不僅截割力增大,能耗多。而且,煤的塊度體容易產(chǎn)生裂縫。因而,截割時(shí)可以崩落大塊。從小,粉塵大,增加了運輸和維護費用,也惡化了工作而,也減少了煤粉的產(chǎn)生,降低了粉塵,改善了工作環(huán)境,消塵費用增加。因此,經(jīng)濟效益差。環(huán)境。大塊煤售價(jià)高，容易運輸,減少了消塵滅塵的基于.上述分析,采煤機在截煤過(guò)程中仍存在著(zhù)費用，提高了經(jīng)濟效益。許多問(wèn)題,如何進(jìn)- -步提高采煤機生產(chǎn)能力,改善工2.4 有利于螺旋葉片的裝煤和運煤作機構的性能,提高經(jīng)濟效益,仍須進(jìn)-步探索。從外向里截割，外部的煤先被截割下來(lái)落人螺旋槽中運走,里面的煤后被輸送出來(lái)。整個(gè)運煤過(guò)2改進(jìn)方法程是均勻而連續的,在螺旋葉片外端不會(huì )發(fā)生擁擠隨著(zhù)煤炭切割技術(shù)的發(fā)展,計算機輔助設計的現象,從而可以減少運煤阻力，降低能耗,也避免了應用,使得螺旋滾筒的結構參數和工作參數設計漸運煤過(guò)程中的重復破碎。趨合理,大大提高了滾筒的工作性能。設計、加工制2.5 有利于增大截割厚度和減少截齒數目造截割理論的實(shí)驗研究,高壓水射流輔助切割等新截齒截割條件的改善,自由面的增加、能耗的降技術(shù)的應用，使采煤機在能耗、生產(chǎn)率、塊度、煤塵上低,都有利于增大截割厚度和減少截齒數目,從而可等問(wèn)題都有不同程度的改觀(guān)。但就其本質(zhì)來(lái)說(shuō),仍以提高煤的塊度。這正好與國外計算機輔助設計的是在傳統螺旋滾筒基礎上進(jìn)行優(yōu)化設計、局部改進(jìn)、滾筒減少截齒數目的趨勢吻合。提高加工制造質(zhì)量等等。而結構形式的改變,從截3結語(yǔ)煤理論上講進(jìn)度不大。螺旋滾筒的結構型式的改本文只就煤炭切割技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,變,足可以引起煤炭切割技術(shù)理論的新突破?？蚣苁铰菪凉L筒由兩大部分組成。一是框架，提出了一種改進(jìn)方法。盡管在理論設計、結構參數、二是螺旋滾筒。螺旋滾筒上有螺旋葉片,不再安裝加工中國煤化空善、改進(jìn)和經(jīng)過(guò)實(shí)踐截齒,只用來(lái)實(shí)現裝煤和運煤,框架上布置與螺旋葉的檢YHCNMHG題,歡迎批評指正。片轉向相反的齒座,并且在框架上留有通煤槽,能夠(責任編輯章新敏)使截齒截割下來(lái)的煤順利通過(guò)通煤槽落人螺旋槽中。因為框架端頭容易布置截齒,故此種滾簡(jiǎn)可以乃方數據