悬臂式掘进机教案

第八章掘进机械第一节掘进机概述由于采煤工作面综合机械化的迅速发展，使采煤速度大大加快，要求巷道的掘进速度也必须相应提高，才能使采掘配套。而掘进机就是用来与综采工作面配套使用的，是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。掘进机与钻眼爆破和机械装载的传统方法相比，具有以下显著优点：(1)掘进速度快。与炮掘相比较，其掘进速度平均可提高1～1.5倍，功效平均提高1～2倍，巷道成本可降低30%～so%。(2)能够保证巷道的稳定性。使用掘进机时，巷道的围岩不受爆破的破坏，有利于巷道的支护。(3)减少岩石冒落及瓦斯突出的危险，有利于安全生产和通风管理。(4)减少了巷道的超控量和支护作业的充填量，减少不必要的工程量。(5)改善了劳动条件，减轻了工人的体力劳动。一、掘进机的分类掘进机的类型很多，可按其使用范围和结构特征进行分类。1．根据掘进机所能截割岩石的硬度系数，f值分类(1)煤巷掘进机适用于f≤4的煤巷；(2)半煤岩巷掘进机适用于f≤6的煤或软岩石巷道；(3)岩巷掘进机适用于f6或研磨性较高的岩石巷道。2．根据掘进机可掘巷道的断面大小分类(1)大断面掘进机可掘进巷道断面大于8㎡。(2)小断面掘进机可掘进巷道断面小于8㎡。3．根据工作机构截割工作面的方式分类(1)部分断面掘进机。主要用于煤与半煤岩巷道掘进，又称循环作用式巷道掘进机。这种掘进机工作机构仅能截割工作面煤岩断面的一部分，工作机构前端的截割头在截割断面时，经过上下左右多次连续地移动，逐步完成全断面煤岩的破碎，掘进机才向前掘进一段距离，其距离为截割头截入煤巷的深度。工作机构的截割头一般是安装在悬臂上，悬臂可沿工作面的水平或垂直方向作左右或上下摆动，这种工作机构称为悬臂式工作机构，其对各种复杂矿山地质条件的适应性很强，也有很大的机动性，所掘巷道断面形状的变化范围较多，可掘出拱形、梯形、矩形断面的巷道。(2)全断面掘进机。主要用于岩巷掘进，亦可用于煤巷、半煤岩巷掘进。其工作机构在整个工作面上同时切割或滚压破碎煤岩并连续推进，故这种掘进机又称为连续作用式掘进机。全断面掘进机掘出的巷道为圆形或拱形。这种机器功率大、体积大而且笨重，主要用于开凿涵洞和铁路隧道。二、掘进机的基本参数和型号l．掘进机的基本参数根据中华人民共和国原煤炭工业部行业标准《悬臂式掘进机型式与参数》规定，掘进机的基本参数见表8-1。2．掘进机型号的编制根据MT138-1995《悬臂式掘进机型式与参数》规定：悬臂式掘进机型号以切割头布置方式、切割机构功率容量表示。具体编制方法为：悬臂式用字母B表示，掘进机用字母E表示，纵轴式用字母A表示，横轴式用字母H表示，切割机构功率用切割电动机的额定功率表示。如EB255，表示悬臂纵轴式掘进机，切割功率为55kW。三、横轴式与纵轴式掘进机的区别和特点1．横轴式与纵轴式掘进机的区别掘进机按切割头布置方式分为横轴式和纵轴式两种，横轴式掘进机的切割头旋转轴线垂直于悬臂轴线。该类型的掘进机，可以截割抗压强度较高的岩石，这种截割头布置形式和运动方式，在AM-50型、SRM-330型和F6-HK型掘进机中得到应用。纵轴式掘进机的切割头旋转轴线与悬臂轴线同轴布置。在截割过程中，截割头的一侧剥落煤岩。这种截割头的布置形式和运动方式在S-100型、S-200型、ELMB型、ELMA型、EM-30型、MK-ⅡA型、MRH型系列等煤巷、半煤岩巷掘进机中得到应用。2、横轴式和纵轴式掘进机的特点(1)横轴式掘进机的特点。①工作时切割头截齿按空间螺旋式运动；②向工作面推进时，由于受两半球切割头中间传动箱所限，～次进尺不能超过120mm，需做多次左右摆动，才能达到截深，截深约为切割头直径的2/3；③横向切割较硬矸石的振动明显低于纵向切割掘进机，稳定性一能好；④横向切割掘进机工作机构轮系转动惯量大，在遇到煤臂阻力瞬间增大时可释放动能，有良好的冲击作用，因此横向切割掘进机对半煤岩和岩巷的掘进比较适应；⑤横向切割掘进机采用由上而下的切割方法时，悬臂需做一次空摆，延长了每一切割循环所需的时间；⑥由于切割头呈圆形，切割后在两侧巷道壁上出现与切割头形状相符合的弧形台阶。(2)纵轴式掘进机的特点。①工作时切割头齿尖按摆线轨迹运动；②向工作面推进时，不受任何限制，就可达到切割深度，因此钻进效率高；③由于切割头横向阻力大于横轴式掘进机，因此，切割较硬岩石时，振动较大，稳定性差，为提高掘进机的工作稳定性，一般采用增加机体的质量；④纵向切割掘进机在煤巷中使用较为经济；⑤由于切割头呈锥形，能切割比较平整的巷道。第二节掘进机的安全保护装置（一）掘进机的机械、液压安全保护装置1．掘进机的机械安全保护装置在AM-50型系列掘进机的部分机构中，设计有机械安全保护装置。专AM-50型系列掘进机刮板输送机的电动机通过一组摩擦联轴器与减速器连接。摩擦联轴器一方面起联轴作用，另一方面又起过载保护作用。AM-50型系列掘进机切割部回转机构内部装有一组胀套联轴器。由于AM-50型系列掘进机的切割方式为横向切割，当在横向切割过程中遇到阻力过载时，使固定回转齿圈的胀套联轴器打滑切割臂卸载，起到安全保护作用。2、掘进机液压系统中的安全保护与闭锁装置在掘进机各液压系统中，均装有液压闭锁装置和安全保护装置，如溢流阀、安全保护阀、减压阀和电磁阀等。根据不同的液压回路起到不同的液压闭锁与安全保护作用。例如，S-100型系列掘进机的八联换向阀系统中，设置有一电磁阀作为开环控制系统，对切割电动机进行安全保护。其他各液压系统中的溢流阀的作用是：当该系统中工作元件一旦受到阻力使系统压力升高时，溢流阀便释放压力，保持系统压力不至于过高而损坏液压管路及元件。当系统压力恢复到正常值后，溢流阀关闭，保证了系统压力正常，使工作元件正常工作。（二）掘进机电气装置的安全规定1．掘进机的电气装置的要求在煤矿井下煤巷、半煤岩巷道中使用的掘进机电气装置必须符合《煤矿安全规程》规定：防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。掘进机的电气装置应符合《煤矿矿井机电设备完好标准》的隔爆性能要求及接线要求。2．各种电气闭锁装置的要求掘进机的切割电动机、油泵电动机以及控制开关箱的门盖均有电气闭锁装置。切割头电动机的闭锁，由掘进机司机操纵台左前侧的急停按钮来实现；油泵电动机的闭锁由掘进机司机电控操作箱上及掘进机油箱右前侧的急停按钮来控制；控制开关箱的门盖上安装有专门的电气与机械联锁装置，由专用的操作垂手来操作。煤矿安全规程》规定：掘进机必须装有只准以专用工具开、闭的电气控制回路开关；专用工具必须由专职司机保管。司机离开操作台时，必须断开掘进机上的电源开关。在掘进机非操作侧，必须装有能紧急停止运转的按钮。在掘进机司机电控操作箱上还安装了切割电动机的启动预警按钮。在启动切割电动机前，只有先按响了切割电动机的预警声响警报按钮发出预警信号后，才能启动切割电动机，否则不能进行启动。以上这些电气闭锁控制装置均要求灵敏可靠，安装牢固，不易损坏。并且在开机前都要进行认真检查和试验，确保其操作控制灵敏可靠，起到安全闭锁作用。3、各种电气保护装置的要求《煤矿安全规程》规定：井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。掘进机电气设备按《煤矿安全规程》要求均应装有各种电气保护装置，除此之外，掘进机切割电动机还应装有温度热敏保护。．各类电气设备的电气保护装置必须按照机电设备完好标准及保护整定标准的要求进行定期调试和整定，并做到保护良好齐全、灵敏可靠。对电气设备的保护接地，《煤矿安全规程》规定：电压在36V设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。4．照明及警示信号《煤矿安全规程》规定：掘进机必须装有前照明灯和尾灯；开动掘进机前，必须发出警报。掘进机的前照明灯左右各一个，尾灯只有一个。掘进机的警示信号主要指开车前的预警信号，对这些照明灯和信号电铃，要求安装牢，固，且有保护网罩，灯具、电铃及照明、信号线路无破损、无失爆，线路吊挂整齐。第三节《煤矿安全规程对掘进机工作面生产环境的要求掘进机司机接班后，应配合班组长认真检查工作面的围岩、支：护、通风、瓦斯及掘进机周围情况，保证工作区域安全、整洁和无障碍物。围岩无破碎，压力无超限；支护应牢固，符合《煤矿安全规程》要求；通风风量要符合《煤矿安全规程》要求，煤巷和半煤岩巷的风速最低为0.25m／s，最高为4m／s，空气温度不得超过26℃，氧气浓度不得低于20%，二氧化碳浓度不得超过0.5%，若二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理并达到要求；工作面风流中，电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，，切断电源，撤出人员，进行处理；工作面体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理；对因瓦斯超限被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开启。掘进机及其配套设备在交班前必须清除干净，做到整洁卫生，无杂物。铲板上、运输机和转载机内无煤矸石堆积，工作面无积水。第九章掘进机安全操作编辑1.司机应具有初中以上文化程度，热爱本职工作，责任心强，并经专门培训、考试合格后方可上岗并持证上岗。2.司机必须熟悉机器的结构、性能、动作原理，能准确、熟练地操作机器，懂得设备的一般维护保养和故障处理知识。3.司机必须坚持使用掘进机上所有的安全闭锁和保护装置，不得擅自改动或甩掉不用，不能随意调整液压系统、雾化系统各部的压力。4.各种电气设备控制开关的操作手柄、按钮、指示仪表等要妥善保护，防止损坏或丢失。5.除会熟练操作机器外，还应对机器进行日常检查和维护工作。在发现掘进机有故障时，应积极配合维护人员进行处理，不能处理时，要立即向区队或调度室汇报。6.必须配备正副两名司机，正司机负责操作，副司机负责监护。必须精神集中，不得擅自离开工作岗位，不得委托无证人员操作。7.在掘进机停止工作、检修及交接班时，必须断开机器上的隔离开关，并挂停电标示牌。8.对机器运转情况和存在的问题，交班司机必须向接班司机交待清楚。9.掘进机前后20米以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止运转，切断电源，进行处理。瓦斯浓度必须降到1%以下时，方可送电开机。10.接班后，司机应认真检查工作面及掘进机周围情况，保证工作区域安全、整洁和无障碍物。11.开机前，司机必须对机器进行以下检查：（1）各操作手把和按钮应齐全、灵活、可靠，各操作手把打到零位。（2）机械、电气、液压系统、安全保护装置应正常可靠，零部件应完整无缺，各部连接螺丝应齐全、紧固。（3）电器系统各联接装置的电缆卡子应齐全牢固，电缆吊挂整齐，无破损、挤压。（4）液压管路、雾化系统管路的接头应无破损、泄漏，防护装置应齐全可靠。将所用延长的电缆、水管沿工作面准备好，悬吊整齐，拖拉在掘进机后方的电缆和水管长度不得超过10米。（5）减速器、液压油箱的油位、油量应适当，无渗漏现象，并按技术要求给机器注油、润滑。（6）转载胶带机应确保完好，托辊齐全。（7）切割头截齿、齿座应完好，发现有掉齿或严重磨损不能使用的，应切断掘进机电源，及时更换。（8）装载耙爪、链轮要完好。刮板链垂度应合适，无断链丢销现象，刮板齐全无损，应拧紧防松螺帽，防止刮板松动。（9）履带、履带板、销轴、链轮保持完好，按规定调整履带的松紧度。（10）喷雾系统、冷却装置、照明应完好。12.经检查确认机器正常并在作业人员撤至安全地点后，方准送电，并且按操作程序空载试运转，禁止带负荷起动。13.开机前发出报警信号，按机器技术操作规定顺序启动。14.根据不同性质的煤岩，确定最佳的切割方式。具体方法参照下列方式：（1）掘进半煤岩时，应先截割煤，后截割岩石，即先软后硬的程序。（2）一般情况下，应从工作面下部