組是煤巷快速掘進的理想設備之,但我國在掘錨聯合機組的研究開發方面基本屬于空白。
.國內外錨桿孔鉆進設備現狀錨桿支護是有宜于加快井巷掘進速度提高頂板支護效果降低支護勞動強度和減少支護材料消耗的先進技術。
我國僅國有重點煤礦每年掘進多萬米巷道,年末,錨桿支護率全國平均已達.,按規劃,到年,錨桿支護率平均應達到,但已有大同邢臺平頂山鐵法西山龍口等個礦務局率先使錨桿支護率超過。
國外先進采煤國錨桿支護率往往超過。
錨桿孔鉆進是錨桿支護施工的重要環節,錨桿支護的發展需要大量錨桿孔鉆進設備作保證。
錨桿孔鉆進設備包括錨桿鉆機和配套鉆具鉆桿鉆頭等。
分析錨桿孔鉆進設備現狀,展望它的發展前途,有助于不斷促進錨桿孔鉆進設備的技術進步,使其適應錨桿支護技術的需要。
錨桿孔鉆進設備以錨桿鉆機為主體。
錨桿鉆機按結構分為單體式鉆車式機載式按動力分為電動式氣動式液壓式按破巖方式分為回轉式沖擊式沖擊回轉式回轉沖擊式。
與錨桿鉆機配套的鉆具,因破巖方式不同而不同,總的來說有回轉類破巖鉆具沖擊類破巖鉆具以及回轉沖擊類破巖鉆具。
國外現狀國外錨桿孔鉆進設備的品種與功能多樣,技術性能優越,可靠性高。
美國煤礦大量使用塔架鉆車式錨桿鉆機,班工作效率達根,并著手開發計算機控制的全自動錨桿鉆機。
法國生產的轉架式錨桿鉆機集鉆孔安裝錨桿為體,并具有儲存錨桿桿體的錨桿倉。
芬蘭生產具有樹脂注射系統的鉆車式錨桿機,使鉆孔安裝錨桿桿體注入粘結劑全由機械完成,機械化程度頗高。
澳大利亞有家錨桿鉆機生產廠家,生產各種不同類型的錨桿鉆機,尤以單體氣動支腿式錨桿鉆機使用居多,并有多家公司生產能與掘進配套的單體支腿式液壓錨桿鉆機。
澳大利亞氣動支腿式錨桿鉆機主要有柱塞馬達與齒輪馬達式兩種早期葉片式氣動馬達已淘汰,采用玻璃鋼碳素纖維支腿。
澳大利亞液壓錨桿鉆機可以以礦物油和難燃液為工作液,回轉機構由擺線液壓馬達驅動,有的產品采用玻璃鋼碳素纖維支腿使機重減輕。
國內現狀國內錨桿鉆機的研制經歷了多年的歷程,曾先后研制機械支腿式電動錨桿鉆機鉆車式錨桿鉆機支腿與導軌式液壓錨桿鉆機支腿式氣動錨桿鉆機非機械傳動支腿式電動錨桿鉆機機載式錨桿鉆機和雙級氣腿鑿巖機等。
從實際情況看,系列支腿式氣動錨桿鉆機Ⅲ型導軌式液壓錨桿鉆機型改進成型支腿式液壓錨桿鉆機以及氣動雙級氣腿鑿巖機在國內有定市場。
其中,系列產品近年已能代替同類氣腿齒輪馬達式進口產品。
煤礦錨桿鉆機多為回轉式,為配合推廣小直徑樹脂錨桿,鉆頭采用的回轉鉆頭,其結構類型多為兩翼對稱兩翼不對稱和兩翼連筋式,可供鉆進不同性質巖石時選用。
鉆桿由或少數六角中空鋼加工。
經多年聯合攻關,錨桿鉆頭和鉆桿已能初步滿足定條件下錨桿支護的需要。
但是,由于錨桿孔鉆進設備的開發研究和生產與錨桿支護技術的迅速發展不相適應,煤礦錨桿支護施工中大量使用的還是傳統氣動鑿巖機與煤電鉆。
專用錨桿孔鉆進設備中,使用國外進口設備較多,但因進口設備價格高和備件供應不及時,煤礦用戶希望采用國產的錨桿孔鉆進設備。
近來,石家莊煤礦機械廠生產的系列氣動錨桿鉆機已能逐步代替國外進口的齒輪馬達式錨桿鉆機正定煤礦機械廠的系列液壓錨桿鉆機在與掘進機配套使用中,取得可喜進展國產柱塞氣動馬達式錨桿鉆機逐步投入市場澳大利亞氣動錨桿鉆機在中國已建立專業維修公司,并在元件的中國國產化方面取得些進步。
這都有宜于使錨桿鉆機進聯合,機組,整體,總體,方案設計,畢業設計,全套,圖紙摘要掘進機和錨桿鉆機的聯合使用是巷道支護的發展方向,國內外對此項研究差距較大。
本文詳細研究掘進機的結構特征控制系統和工作原理。
選擇現有的掘進機作為基礎進行掘錨聯合機組設計。
通過對現有錨桿鉆機的結構特點和工作原理整體分析,選擇出錨桿鉆具,并對鉆頭的參數進行了選擇和計算。
使用液壓馬達作為鉆頭旋轉和推進的動力。
由于工作環境惡劣鉆頭所需推進力大,采用鏈傳動的方式把動力傳給鉆頭。
錨桿鉆機通過軸連接在掘進機上。
這樣就可以通過控制軸的旋轉來實現鉆機工作時的位置變換。
這項研究,能夠實現掘進過程中同時進行錨桿支護,既降低了工人的勞動強,又提高了生產效率。
關鍵詞掘錨聯合機組掘進機錨桿鉆機鉆頭引言煤礦掘進是煤炭生產和建設的基礎工程。
巖層支護與加固是維護采掘空間的主要手段。
傳統的采煤方法將二者分開,不能并行作業,工人的勞動強度大。
如果將二者結合將大大的提高生產率,降低勞動強度。
掘錨聯合機組是年代中末期為適應終采工作面快速推進的要求研制的種煤巷快速掘進和錨桿支護新型技術裝備。
掘錨聯合機組是集切割裝載行走錨桿支護機載除塵等為體的綜合掘進設備。
現今我國煤礦多數采用綜掘機掘進巷道,再用錨桿進行支護,其施工步工序綜掘機割煤裝煤運煤后,將綜掘機后撤,再將錨桿機人工扛至工作面,接設風水管路后,才能啟動錨桿機打眼安裝錨桿工作面的錨桿打設完畢后,再將錨桿機扛出,風水管路撤出,然后綜掘機再開進工作面進行新輪的循環作業。
其最大的缺陷是綜掘機頻繁開進退出,錨桿機依靠人工頻繁扛進扛出,造成掘進效率不高,工人勞動強度較大。
因此需要對現有綜掘機進行改造,使改造后的綜掘機實現掘錨體化。
即在綜掘機上安裝液壓系統控制的錨桿機,在掘進完畢后不需退機即可進行錨桿打孔作業,使有效的工時得以充分利用,并降低工人勞動強度。
裝有較長的橫滾筒和錨桿鉆機的掘錨機組,既能快速掘進,割煤,又能同時支護頂板和側幫,可實現掘,裝,運,支平行作業,次成巷,可成倍提高掘進速度和工效,并能離機自動操作。
所以,掘錨機組是種新型,高效,快速的掘進設備,是種理想的作業方式,具有良好的發展前景。
國內外掘進機水平現狀.國外現狀國外掘進機設備可分為兩類類是歐洲國家普遍使用的掘進機,它適應范圍廣。
但掘進支護不能平行作業,掘進效率低,開機效率低另類是以美國和澳大利亞為代表的掘錨綜合機組,可實現煤巷的快速掘進,開機效率高,掘進效率高,后者是在前者的基礎上,在掘進機上安裝錨桿鉆機,使掘進機與錨桿鉆車合二為,到年代末發展成掘裝錨平行作業的新型設備。
它較好的解決了掘進裝運和錨桿支護的平行作業,其不足是只適應于煤巷掘進,機型龐大,適應范圍小。
目前,美,英,奧地利等過已研制成功了幾種型式的掘錨機組,并投入使用,顯示了很高的掘進效率,真正實現了快速掘進。
歐洲的巷道掘進及支護實踐目前,德國所開采的煤層通常至少有深,壓力大。
經常是多煤層開采,瓦斯含量高,有時有些煤層還會遇到巖石突出的問題。
困難的地質條件由于歷史的原因更加惡化,例如在工作面布置方向掘進方向上的限制,巷道規格的增大以及巷道重復使用等。
選用何種支護方式首先要考慮巖石應力場。
在英國,般煤礦開采深度在左右,除了沒有突出現象外,其余的情況與德國煤礦大致相同。
制約歐洲大多數長壁煤礦的主要因素就是順槽巷道的掘進。
第級為圓柱齒輪減速,第二,三級為行星齒輪減速。
支重輪履帶與履帶架之間的載荷傳遞件。
支重輪的輪軸固定在履帶架上,要求耐磨且密封性好。
軸承多采用兩側密封的滑動軸承。
張緊緩沖裝置用來保持履帶在定的張力范圍內工作,防止履帶脫軌,由張緊,緩沖裝置和從動輪等組成。
張緊可采用螺桿張緊,液壓缸張緊或注潤滑脂油缸張緊等方式。
緩沖裝置可采用彈簧或蓄能器等方式。
選用螺桿張緊裝置,緩沖裝置采用彈簧方式。
履帶架履帶行走機構安裝的基體。
驅動機構張緊緩沖裝置,支重輪和履帶都安裝在履帶架上。
履帶架應具有足夠的強度和剛性,般由槽鋼或鋼板焊接而成,也有用鑄鋼。
參數選擇計算行走機構使用履帶式支撐結構,具體參數選用型掘進機的行走部由于機重由略微的改變所以要對所選參數進行驗算,計算功率是否滿足要求。
工作阻力計算.行走阻力當水平行走時,當爬坡時,式中坡角本文取滾動阻力系數,煤低板取,碎石路面為本文.機器自重本文取轉向阻力當掘進機載水平或坡度巷道上轉向時,它的懸臂位于機器中間位置,倆履帶的載荷和是相同的,這時倆履帶同時驅動,履帶前進,另履帶后退,轉向阻力矩將在倆履帶上形成同樣大小的牽引力,即倆條履帶中心距,機器重心縱向偏心距離本文考慮最大值,令履帶與地面的接觸長度,本文取轉向阻力系數,褐煤地板.,沙子地面,粘土地面.,砂石,頁巖底板.。
,本文取.所以綜合外阻力值,在水平轉向和爬坡時各部相同。
水平轉向時,外阻力之和爬坡轉向。
此時只考慮最大值所以取.行走功率計算單邊履帶機構驅動裝置所需最小功率單邊履帶機構各種外阻力,履帶機構行走速度本文取η單邊履帶的機構傳動效率,包括減速器和履帶的傳動效率。
本文取η行走機構總功率轉載機承接由裝載機卸入的煤巖,并將其卸入礦車或其他運輸機械的機械。
它與裝載機械配套使用,能次裝載多輛礦車,以減少調車和運輸時間,提高掘進速度。
常用的有帶式轉載機,刮板轉載機,斗式轉載機三種。
帶式轉載機按支撐方式不同分為支撐帶式轉載機,懸臂帶式轉載機,吊帶式轉載機及帶有軌道并能自己行走的帶式轉載機四種。
由于帶式轉載機轉載的是巖石,所以有有以下特點.為了緩和巖石卸落時對輸送帶和托輥的沖擊,在受料部位的托輥外面套上橡膠圈,以便起緩沖作用。
.輸送帶的帶速較慢,般在左右。
.由于掘進工作面有水,以防止托輥沾泥水起鼓而引起輸送帶跑偏,般都設置為多道清掃裝置。
.支撐帶式轉載機。
由機頭,機尾,傳達裝置,機架,張緊裝置,滾筒,托輥,輸送帶等組成。
在機尾處有支腿撐住機架。
其中輸送帶,傳動裝置,機架,托輥,張緊裝置等與普通帶式輸送機基本相同。
為減輕重量,縮小尺寸,有的支撐帶式轉載機采用電滾筒傳動。
可容納輛礦車。
使用較多的組合型式有圓曲線拋物線圓曲線拋物線,圓曲線橢圓曲線圓曲線等集中。
工作時,依據不同的工作條件選擇截割頭包絡曲線的組合方式,力爭達到最佳最佳截割效果。
橫軸式截割頭的截齒數量較多,且按空間螺旋線方式分布在截割頭上。
螺旋線的旋向為左截割頭右旋,右截割頭左旋,這樣,可將截落的煤巖拋向兩個截割頭的中間,改善截齒的受力情況,提高裝載效果。
.截齒及齒座掘進機所采用的截齒有扁形和鎬形兩種,經長期的實踐證明,在截割硬巖時,鎬形截齒的壽命比扁形截齒長,且由于鎬形齒在使用中有自轉磨銳性,耐沖擊,所以近十年來,縱軸式截割頭也較多采用了鎬形截齒。
截齒座用以安裝截齒,安裝鎬形齒的齒座應由兩種材料用特殊工藝制成,其內層材料的耐磨性要高于外層,以減少因截齒在截割過程中自動旋轉而產生的耐磨量,增加齒座的使用壽命。
也可采用在齒座內嵌套磨損后可及時更換的耐磨合金套。
最后得出設計的截割頭的技術特征型式縱軸式外形尺寸直徑長度扭矩.?切割頭速度截齒齒型鎬形齒型數量個截齒固定方式彈簧擋圈圓錐形切割頭上裝有把鎬形截齒,每條截齒線上有兩個截齒,內噴霧噴嘴對準截齒的硬質合金頭。
截割減速器截割減速器的作用是將電動機的運動和動力傳遞到截割頭。
由于截割頭工作時承受較大的沖擊載荷,因此要求減速器有教高的可靠性和較強的過載能力,其箱體做為懸臂的部分,應有較大的剛性,連接螺栓應有可靠的放松裝置,減速器最好能實現變速,以適應煤巖硬度的變化,增強機器的適應能力,常用的傳動形式有圓錐圓柱齒輪傳動,圓柱齒輪傳動和二級行星齒輪傳動。
其傳動原理如圖所示。
圖二級行星輪傳動原理二級行星減速器可實現同軸傳動,速比大,結構緊湊,傳動功率大,多用于縱軸式截割頭圓錐圓柱齒輪傳動的結構簡單,能承受較大的載荷沖擊,易實現機械過載保護,多用于橫軸式截割頭圓柱齒輪傳動可實現截割頭的二級轉速,但減速箱的結構復雜,體積和重量較大,不提倡使用。
電動機為實現較強的連續過載能力,適應復雜多變的截割載荷,并利用噴霧水加
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掘錨連接機構.dwg
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掘錨聯合機總圖.dwg
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掘錨聯合機組整體方案設計開題報告.doc
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掘錨聯合機組整體方案設計論文.doc
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