影響銑挖機(jī)掘進(jìn)的各項(xiàng)因素

銑挖機(jī)整機(jī)被稱為銑挖掘進(jìn)機(jī)是山重重工根據(jù)客戶需求自主研發(fā)的一款新型巷道掘進(jìn)裝備,銑挖機(jī)和扒渣機(jī)的結(jié)合產(chǎn)品,適合各種引水隧道、市政隧道、地鐵、頂管、煤礦等各種礦山規(guī)格巷道使用,主要應(yīng)用于硬度低于F5五類危巖的掘進(jìn),那么銑挖掘進(jìn)機(jī)性能的好壞是決定快速掘進(jìn)的關(guān)鍵,已有成果的基礎(chǔ)上,對(duì)影響掘進(jìn)機(jī)性能的主要因素進(jìn)行了綜合分析.

一、從銑挖機(jī)的設(shè)計(jì)、加工和制造上分析

1、整機(jī)操作的穩(wěn)定性.銑挖掘進(jìn)機(jī)的操作穩(wěn)定性對(duì)其工作效率、工作安全性具有很大的影響.同橫軸型銑挖掘進(jìn)機(jī)比較而言,縱軸型銑挖掘進(jìn)機(jī)也就是橫向銑挖機(jī)要實(shí)現(xiàn)相同的穩(wěn)定性,重量需要增加約20%.在銑挖機(jī)作業(yè)時(shí),可能發(fā)生側(cè)翻、后翻、沿垂直軸線旋轉(zhuǎn)、履帶打滑等失穩(wěn)現(xiàn)象.增加機(jī)身重量可以改善掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性,但是這樣做一方面會(huì)增加成本,另一方面使掘進(jìn)機(jī)在潮濕低洼的環(huán)境下,容易出現(xiàn)下陷.據(jù)統(tǒng)計(jì),在工作過(guò)程中,因機(jī)器在空間位置上不夠穩(wěn)定造成的停機(jī)達(dá)26%,因電機(jī)崩潰造成的停機(jī)占20%.銑挖掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性直接影響-執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),因此增強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性,對(duì)于提高掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械性能,增強(qiáng)其工作效益,減少故障都具有重要意義.

2、扒渣裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)性.扒渣機(jī)輸送料槽構(gòu)是銑挖掘進(jìn)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一,其作用是將截割機(jī)構(gòu)破落下的煤巖收集、耙裝至中間輸送機(jī).裝載能力的大小取決于扒渣機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇,它直接決定了整機(jī)的生產(chǎn)能力.因此不斷改進(jìn)和完善銑挖掘進(jìn)機(jī)扒裝機(jī)構(gòu),是提高銑挖掘進(jìn)機(jī)整機(jī)性能的前提.

3、截割頭、銑挖齒的綜合因素.截齒(銑挖齒)是銑挖機(jī)的關(guān)鍵部件,其材料、制造工藝對(duì)銑挖掘進(jìn)機(jī)的性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響.隨著銑挖掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展,對(duì)截齒硬度、疲勞強(qiáng)度的要求有增大趨勢(shì).目前,國(guó)產(chǎn)銑挖機(jī)截齒體材多為硬質(zhì)合金,如30crmnsia,其缺點(diǎn)是脆性大.由于銑挖掘進(jìn)機(jī)作業(yè)巖層地質(zhì)條件的復(fù)雜性,要求截齒具有較高硬度、良好的耐沖擊性、抗磨性,從而保障銑挖掘進(jìn)機(jī)在截割富含石英的巖石時(shí)具有穩(wěn)定的工作能力.不僅截齒的材質(zhì)十分重要,而且截齒的形狀、銑挖頭的排列方式,對(duì)于銑挖掘進(jìn)機(jī)的性能影響也不容忽視.由于鎬形截齒具有良好的自銳性、耐沖擊性而得到廣泛應(yīng)用.銑挖截割頭的排列方式直接影響著整機(jī)的平穩(wěn)性和工作效率.

4、銑挖掘進(jìn)機(jī)的功率.我國(guó)目前使用銑挖掘進(jìn)機(jī)的功率普遍較小,不利于截割更堅(jiān)硬的巖石和提高作業(yè)效率,因此,我國(guó)需要加強(qiáng)大功率銑挖掘進(jìn)機(jī)的開(kāi)發(fā).為了較好地發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的性能,必須留有一定的儲(chǔ)備功率.從目前銑挖掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,大功率的銑挖掘進(jìn)機(jī),必然成為礦山的主力機(jī)型.

二、從環(huán)境因素分析

1、巖層傾角.對(duì)于某銑挖機(jī),當(dāng)不存在巖層傾角時(shí),切削速度為8m3/h,存在巖層傾角時(shí),切削速度為10m3/h.

2、隧道傾角.帶有一定傾角的隧道,能夠較好地利用媒炭自身的重力作用,被截割后易于裝載.同時(shí)可以避免煤炭在截割頭和工作面上循環(huán)滯留,從而增強(qiáng)了銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作效率和可靠性.

3、巖體強(qiáng)度.巖體強(qiáng)度的大小對(duì)銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作效率有明顯的影響.巖體強(qiáng)度較大,截割單位體積的巖石所需要的能量就會(huì)增加,銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作效率也會(huì)降低.文獻(xiàn)報(bào)道,當(dāng)巖體強(qiáng)度為21mpa時(shí),截割單位體積的巖石所需要的能量為/m3,銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作率為25m3/h.當(dāng)巖石強(qiáng)度為45mpa時(shí),截割單位體積的巖石所需要的能量為/m3,銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作率為10m3/h.

4、巖層注水.濕巖層與干巖層對(duì)銑挖掘進(jìn)機(jī)工作性能有較大的影響.通過(guò)對(duì)比分析,每分鐘注入11升水的巖層與干巖層相比,在巖體強(qiáng)度都相等的情況下,前者銑挖掘進(jìn)機(jī)的工作效率為30m3/h,后者為15m3/h.由此可見(jiàn)巖層水分對(duì)銑挖掘進(jìn)機(jī)的效率確實(shí)具有較大的影響作用.但其機(jī)理研究還處于空白階段.除以上因素外,影響銑挖掘進(jìn)機(jī)性能的地質(zhì)環(huán)境因素還有很多,作用機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜,還有待進(jìn)一步研究.

綜合以上分析的方法,影響銑挖機(jī)性能的因素,即銑挖掘進(jìn)機(jī)的內(nèi)部因素和作業(yè)環(huán)境的外部因素.內(nèi)部因素包括:整機(jī)操作的穩(wěn)定性,扒渣機(jī)輸送機(jī)構(gòu)動(dòng)作的協(xié)調(diào)性,截割頭截齒的綜合因素,銑挖機(jī)的功率控制系統(tǒng),液壓系統(tǒng),供水系統(tǒng),行走系統(tǒng)等;外部因素包括:巖層傾角,隧道傾角,巖體強(qiáng)度巖層水分等因素.針對(duì)影響銑挖掘進(jìn)機(jī)性能的綜合分析,對(duì)于銑挖掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)、使用都有一定的指導(dǎo)意義.

山重重工銑挖掘進(jìn)機(jī)是山重重工自主研發(fā)而成與市面掘進(jìn)機(jī)有一定出入,山重重工銑挖掘進(jìn)機(jī)是輕型銑挖掘進(jìn)機(jī),是個(gè)巖層硬度低的隧道掘進(jìn),各項(xiàng)手續(xù)齊全適合各種礦山井下使用.