摘要：本文將綜掘工作面掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎開口快速掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎時掘進(jìn)機(jī)與二運(yùn)的良好配合進(jìn)行改造，制作了新型的掘進(jìn)機(jī)二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶連掛裝置。該裝置操作簡單、縮短檢修更換時間、提高開機(jī)率、降低事故率，不僅能夠滿足安全生產(chǎn)要求，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、項目背景
綜掘工作面原煤輸出一般由掘進(jìn)機(jī)耙裝機(jī)將煤炭裝入掘進(jìn)機(jī)自身的刮板輸送機(jī)卸載到橋式二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶上，再過渡到巷道的膠帶輸送機(jī)。掘進(jìn)機(jī)大角度掘進(jìn)通常受掘進(jìn)機(jī)與皮帶連接裝置影響，需要拆開二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶與掘進(jìn)機(jī)連掛裝置，重新對接安裝至一定位置后，方可進(jìn)行生產(chǎn)。二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)尾與掘進(jìn)機(jī)搭接部位安設(shè)連掛裝置，目前大多數(shù)都是固定的，隨著工作面的推進(jìn)，經(jīng)常需要進(jìn)行巷道開口拐彎作業(yè)，常常會有大角度、直角甚至倒斜角開口。目前的掘進(jìn)機(jī)在設(shè)計和制造中，僅僅考慮到掘進(jìn)機(jī)直線和小角度轉(zhuǎn)動掘進(jìn)的工作需要，沒有考慮掘進(jìn)機(jī)大角度（40°-90°）轉(zhuǎn)動時的掘進(jìn)拐彎工況，目前掘進(jìn)機(jī)大角度（40°-90°）轉(zhuǎn)動時的掘進(jìn)拐彎，是靠人工掘進(jìn)完成巷道大角度拐彎后，再把掘進(jìn)機(jī)拐過去往前掘進(jìn)工作。
由于人工完成大角度拐彎巷道掘進(jìn)效率非常低，工人勞動強(qiáng)度大，許多礦考慮由掘進(jìn)機(jī)自行完成巷道大角度拐彎掘進(jìn)，在其工程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)在大角度轉(zhuǎn)彎時根本無法完成煤炭轉(zhuǎn)載工作，因此需要研究發(fā)明掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎掘進(jìn)巷道時，如何完成轉(zhuǎn)載機(jī)大角度轉(zhuǎn)動不與掘進(jìn)機(jī)機(jī)身干涉，并且保證轉(zhuǎn)載機(jī)膠帶不偏離出掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)機(jī)頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。
二、掘進(jìn)機(jī)大角度巷道開口煤運(yùn)系統(tǒng)簡介
綜掘工作面二運(yùn)轉(zhuǎn)載機(jī)皮帶機(jī)尾與掘進(jìn)機(jī)存在落差較低，旋轉(zhuǎn)角度不夠，一般的掘進(jìn)機(jī)及皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)只能滿足正負(fù)25°左右拐彎掘進(jìn)，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行大角度拐彎開口時，就會出現(xiàn)二個問題：第一個問題是掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎會發(fā)生二運(yùn)機(jī)架與掘進(jìn)機(jī)尾部機(jī)架等部件的干涉、擠壓、破壞。第二個問題是， 即使二運(yùn)機(jī)架不會與掘進(jìn)機(jī)尾部的機(jī)架部件發(fā)生干涉、擠壓和破壞，掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎后，掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)（一運(yùn)）運(yùn)出的煤炭也不能落的二運(yùn)皮帶上，會大部或者全部落在地上，不能形成正常煤流轉(zhuǎn)載，需要人工開口、炮掘開口或者掘進(jìn)機(jī)端煤和人工翻煤開口，工作效率低，工人的勞動強(qiáng)度大。因此，使用 “拋物線中心立軸旋轉(zhuǎn)法”進(jìn)行解決。
三、改造方案
機(jī)架尾下部水平加長臂連接法，將轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)與掘進(jìn)機(jī)原掛連的水平旋轉(zhuǎn)的立軸，前移到掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)機(jī)頭落煤區(qū)中心的正下方，保證無論掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)與掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)在大角度（40°-90°）相對轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)載機(jī)膠帶不偏離出掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)機(jī)頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。
具體實(shí)施方法如圖所示：
1.用2根包箍將承載梁與掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)原連掛柱連接；在轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)機(jī)架下部，將橫架與轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)機(jī)架固接；用軸將立架與橫架相鉸接；將立架底部的立銷插入承載梁前部的立孔中。
2.承載梁前部的立孔垂直中心與掘進(jìn)刮板輸送機(jī)機(jī)頭的落煤區(qū)中心點(diǎn)相重合。
3.轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)架可以以立銷的垂直中心線為軸線進(jìn)行水平大角度旋轉(zhuǎn)，保證掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)落煤在掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)與掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)在大角度（40°-90°）相對轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)載機(jī)膠帶不偏離出掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)機(jī)頭落煤區(qū)，與掘進(jìn)機(jī)刮板輸送機(jī)能夠完成煤炭正常轉(zhuǎn)載。
4.轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)架可以以軸的軸線為中心作上下擺動，保證轉(zhuǎn)載機(jī)行走時隨著地面高低不平上下擺動。
四、主要創(chuàng)新點(diǎn)
1.在工作原理上，利用和提出了把上部運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭落煤拋物線垂直中心作為下部運(yùn)輸機(jī)的水平旋轉(zhuǎn)立軸，可實(shí)現(xiàn)二部輸送機(jī)萬角度完全轉(zhuǎn)載。
2.在結(jié)構(gòu)上，利用掘進(jìn)機(jī)機(jī)架尾部二運(yùn)連接柱，連接加成臂實(shí)現(xiàn)以一運(yùn)和二運(yùn)的大角度拐彎煤流完全順利轉(zhuǎn)載。
3.設(shè)計和制造了大角度立軸錐盤座，實(shí)現(xiàn)二運(yùn)架萬向擺動。
五、特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益
1.操作簡單，減少看護(hù)工的勞動強(qiáng)度。作業(yè)人員可以通過操作調(diào)整伸縮連接裝置控制轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)的高度和角度，滿足不同變化條件下的出煤要求。
2.縮短維護(hù)、檢修時間。需要檢修或者更換擋煤皮連掛裝置時可適當(dāng)抬高落煤高度，增大操作空間，更方便維護(hù)和檢修。
3.有效杜絕了二運(yùn)轉(zhuǎn)載皮帶落煤不正跑偏、皮帶劃傷事故，減少了事故率，提升了開機(jī)率。
4.通過使用轉(zhuǎn)載機(jī)皮帶連掛裝置的使用，經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計每天可增加開機(jī)時間約2-3小時，按照現(xiàn)場生產(chǎn)掘進(jìn)能力計算，多生產(chǎn)原煤約50噸，多掘進(jìn)進(jìn)尺3米。如果每米進(jìn)尺按2500元計算，可增加收入約7500元；全礦每年可增加75萬元。
5.研究成果能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)機(jī)大角度拐彎割、裝、運(yùn)同行機(jī)械化開口，比人工風(fēng)鎬開口、炮掘開口和掘進(jìn)機(jī)端煤開口提高工作效率，大大減輕工人勞動強(qiáng)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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