多用途液压连铸煤岩开槽机的研究

目前，煤矿井下通风和封堵通常采用人工檐槽或岩石电钻和风辅助施工。因此，存在诸如后退过程，长期构造的问题期间，劳动强度高，成本高，成型差，密封质量低。研究开发可实现机械开槽的设备，实现煤矿通风封闭施工的机械化开槽系统，加快施工，降低劳动强度，缩短采空区密封处理时间，减少封闭漏风量，提高矿井通风安全管理质量和煤矿安全生产水平意义重大。

  设计开发的机械设备必须满足两个要求：一是满足煤矿安全防爆要求;其次，设备易于移动。选择了链切割技术通过比较目前的国内和国际机械挖掘机。这种方法可以使开发的设备易于移动，但会引起防爆设备，切割防爆和快速切割的问题。不同的材料。更好地解决了设备本身的防爆问题，可以通过防爆措施和液压驱动方法实现。切割防爆和快速切割的问题不同材料难以解决，这是本文的重点研究内容。

  1技术解决方案演示和关键技术研究

  1.1各种类型的开槽方法的比较

  在坚硬的煤岩上开采煤矿的传统方法是：

  （1）手动方法使用锄头直接形成或使用大锤或钻杆钻孔和振动煤岩墙的周边和内部，然后用锄头进行拆卸，成型和清洁。

  （2）钻井方法用煤凿钻机或液压钻机在煤岩墙周边和内部钻一定数量的钻孔，然后用锤子拆除中间煤块。优点是方法简单，设备重量轻;但是，钻孔数量多，岩石人为破碎，工作效率低。

  （3）圆锯切割方法有两种：手持式和车载式电动锯条切割机。在前一种情况下，锯片具有小直径和浅切割深度，这需要多次切割。该后者，尺寸和重量大，需要制造特殊支架和液压或机械拖拉机进行切割。方便。

  上述传统方法不能满足矿井通风设施的开槽要求。出于这个原因，该项目寻求研究链式开槽机的新技术方法。切割机由一个封闭的链式切割机利用链条的柔性传动特性，切割部分可制成端弧形矩形。优点：体积小，重量轻，切割深度大，适应性广。对我来说通风安全工程设施，所有开槽工作可以一次完成，因此工作效率高，安全，而且成本高于传统设备但使用成本。不太高。

  1.2关键技术研究

  1.2.1切割过程中的防爆安全问题

  辅助冷却和逆流喷洒器设计在链锯的切割机构上。切割机构在锯板上有两个进水口和六个出水口。进入有一定压力的清洁水从两个入口中的一个入口，冷却水通过六个出口引入锯板上的导流槽。高速旋转链条将冷却水带入切割对象和链条。该锯链的温升和锯链的高速切割和被摩擦的物体产生火花，升温和除尘技术问题，实现煤矿井下设备的使用防爆和防尘要求。

  试验证明，当供水压力在0.25MPa至0.55MPa之间时，链条温升不超过30℃，运行时粉尘排放率不大于20％，不产生火花。 。

  1.2.2硬岩切割

  金刚石或硬质合金切割头焊接在特殊的传动链上。由于链条的灵活性，链条可用于以最小的高度和厚度实现最大切割深度。任务。煤的切削材料矿山是煤和岩石，两者的材料特性和硬度是不同的。金刚石切割体是通过将高硬度金刚石颗粒与其他金属粉末混合而制成的。材料的切割过程主要是对于硬度f> 5的岩石，获得了研磨方法和最佳切割效果。由于煤的硬度低和颗粒的细度，使用难以食用和柔软的金刚石刀片并不容易。必须使用合适的切割体。为此，开发了一种新的刀片材料 - 硬质合金切削刃。切削体由碳化钨粉末作为基础材料制成，并与其他金属合成和烧结粉末。切削刃的切削加工主要基于刀体的切削，适用于切削煤，效率高，使用成本低。根据材料的不同，可以使用不同的切削刃用于实现高速，低成本的运营。

  1.2.3煤岩体开槽过程

本节研究开槽和设备使用的协调，例如现有设备结构和尺寸的构造，包括一次切割的深度，横切或垂直切割，冲洗压力，和设备的大小。如何删除切割对象等

  从现场安全的角度来看，防火切槽工艺是首先切割巷道两侧，切割顶板槽，最后切割底槽。打开每个凹槽时，先切开外垂直刀，然后切割水平刀，最后切割斜刀或底切刀，以确保楔形煤岩的顺利去除和良好的横截面成型。开槽机的单面长度是设计为450毫米，当凹槽深度≤300毫米时具有单个切口，并且深度> 1的分层切割。 300毫米。基于此，整机的结构设计是为了使槽的重量和体积锯不太大，并且有一个合理的结构参数，这不仅有利于切割过程的实施，而且还提高了工作效率。

  1.2.4液压链条开槽机的技术性能和结构

  考虑到手持操作的便利性和高工作效率，开槽机的主要性能参数由较轻的重量和较小的形状因子决定。

  （1）根据手持式工作设备的特点，确定开槽机的质量不超过11​​公斤，便于中型及以上人员的灵活使用，人性化设计，实现人员的最佳表现。

  （2）在一定重量下，为了提高工作效率，输出功率确定为6.8kW。

  （3）当功率恒定时，速度越高，重量和体积越小。合并煤岩体切割试验数据，输出速度为4 600 r / min，输出扭矩为30 Nm。

  （4）考虑到提升时重心靠近人体，省力且易于操作。它符合人体工程学。开槽机的整体结构按前后顺序排列，也就是说，左右窄，前后形状，形成片状布局，单或双易操作。

  （5）考虑到地下人员在站立时操作设备，并且设备处于胸部位置，难以施加向下的力，并且在设备上增加了转换机构。该变速机构将前进运动和力转换成向下运动和力，从而通过在切割时简单地向前推动可以实现两个方向上的运动和运动。

  1.3开槽设备的技术特性

  1.3.1老虎机的主要结构

  图1显示了KYL-30液压链条开槽机的外形结构。控制手柄1放置在单元的末端，以便于控制触发器2和3以及控制单元。控制阀放在操作手柄和框架的中间，从而将输出线向前引导，将后端引导至输入线。由铝合金制成的框架5连接到后部的控制阀，框架5由铝制成前部的合金连接到后部的控制阀，前部连接到锯片15和锯链16.液压马达9固定在框架的中间，移动部件7,8 ，9和锯如图16所示，锯板15一起放置在护罩6中，以防止对运动部件造成人身伤害。辅助扶手10固定到框架的前端，以控制链条的切割路径和进给运动。饲料转换器13，其将投币机的向前运动和力转换成链的向下运动和切割力。

图1：KYL-30液压链开槽机外形结构

  1.3.2主要性能参数

  额定工作压力17 MPa，额定工作流量20 L / min，额定输出转速4 500 r / min，额定输出扭矩30 Nm，最大切削深度450 mm，供水压力0.25 MPa至0.55 MPa，供水流量15 L / min，重量是11kg，噪音水平为88 dB，切割材料为半煤岩，混凝土，大理石和砖。泵站额定功率为7.5 kW，泵站额定功率为380 V / 660 V.

  2实施效果

  该试验在大同煤矿集团有限公司马家良矿区第406，第406＃，第2610段进行。使用KYL-30液压链条开槽机打开槽，共有15个防火和封闭的气密结构是建成，包括6个岩体和9个煤体。在测试过程中，测试了14＃层406板的2610煤巷的切割，然后7＃层305板的开槽返回风洞岩（黄铜砂岩，测试硬度f≤6）。测试位置和插槽要求：

  （1）14＃Layer 406面板2610 Lane和14＃Floor 303 Panel 2311 Lane，5311 Lane（coal）防火墙是开槽的。煤的硬度f≈3。道路截面，高×宽= 2 800 mm×3 200 mm。防火密闭墙设计有一个长度4 200毫米，高度3 300毫米，宽度2 500毫米;侧面的槽深为500 mm，顶板为300 mm，底板为200 mm。

  （2）7＃Layer 305面板返回气道（岩块）防火墙是开槽的。岩体为粉砂岩，硬度为f≤6。巷道截面，高×宽= 2 800 mm×3 200 mm。防火密闭墙设计有一个长度4 200毫米，高度3 300毫米，宽度2 500毫米;沟槽深度为500毫米，顶板为300毫米，底板为200毫米。

  经过三个多月的工业测试，开槽机由液压油提供动力。带有金刚石或硬质合金的链条用作切割载体。它不仅速度快，而且可以满足设计要求一个切削深度的要求。安全方便。各种类型的岩石车道和煤道都密封在地下矿井中。开槽机体积小，重量轻，切割效率高，操作简单结构，工作环境污染低，总消耗成本低;施工密封规格高于手动檐槽;可以减轻劳动强度，加快施工速度，便于施工安全。

  此外，可以缩短采空区的密封时间，减少采空区的漏风，有利于通风的安全管理，满足煤矿条件的需要。

  3应用前景

  KYL-30型矿用多功能液压链式，岩壁和煤壁开槽机解决了现有煤矿采用人工檐沟或凿岩机，风辅助施工期，人工强度高，成本高，成型。贫困问题实现了煤矿井下采空区，火区和优化矿井通风系统的封闭机械化放顶，大大加快了施工速度。缩短采空区密封时间，减少采空区漏风，提高矿井通风安全管理质量，有利于矿山安全生产，可在矿区推广应用。