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摘要：综掘机内喷雾装置是煤矿井下掘进重要的降尘设备，是井下实现一通三防的重要媒介。内喷雾装置是从综掘机截割头齿座间喷出，离工作面正前煤帮位置最近，喷出的水雾颗粒半径与煤尘接近，能够迅速捕捉空气中的煤尘颗粒，达到降尘效果。目前国内外综掘机的内喷雾装置在实际使用中存在使用寿命短、喷嘴易堵等问题。特别是内喷雾配水装置不能维修，损坏后不易更换，使内喷雾装置形同虚设，效果不理想。因此有必要对现有内喷雾装置进行改进研究，提高工作面降尘效率。
关键词：煤矿；综掘机；内喷雾；改造技术
引言
掘进机主要用于掘进地下软岩煤巷，有安全、高效和成巷质量好等优点。主要构成部件有行走部件、工作部件和转载部件，可以分为开敞式和护盾式。行走部件带动机身行动，切割头破碎巷道软岩，装运机构将碎岩转运。近年来煤矿开采涉及的安全问题受到社会舆论的广泛关注，在煤矿安全压力以及经济效益成本的双重压力之下，井下巷道掘进逐步实现了完全机械化生产，这将进一步增加煤矿掘进机的使用率。本文主要针对EBZ135型煤矿综掘机保养及故障排除进行阐述。
1综掘机项目背景
国内综掘机械主要是悬臂式综掘机。综掘机机载降尘设备包括外喷雾装置和内喷雾装置。内喷雾装置距离煤尘位置集中，主要存在悬臂段内主轴与内喷雾格兰圈组成的配水装置因磨损而很快漏水的问题，导致内喷雾不能发挥作用，实际使用寿命极短，因此实际生产中往往使用外喷雾装置居多，内喷雾装置基本处于瘫痪状态。
2综掘机内喷雾装置改造研究内容
2.1综掘机内喷雾装置改造研究目标
对在用综掘机内喷雾的研究改造，内喷雾配水装置不得漏水，内喷雾雾化范围不小于1m，每台综掘机改造后配水装置整体连续使用寿命达3个月以上。压力不小于2MPa，喷雾范围不小于1m，连续使用不低于3个月，整体质保期不少于12个月。将现有综掘机用内喷雾配水盘更换为本装置，即根据现用综掘机悬臂段的内部结构，重新设计制作与其相匹配的内喷雾配水装置。
2.2掘进机截割内粉尘产生机理特点
岩巷综掘工作面一般为全岩巷道,岩石硬度等级f6～10,岩石硬度较大时,产生的粉尘浓度较高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆掘进机截割头掘进时产生的粉尘是综掘工作面粉尘的主要来源。截齿靠近岩壁并与岩壁接触，岩壁受到挤压而形成密实核，截齿深入岩壁，密实核进一步扩散并同时承受剪切力作用，当截齿离开岩壁时，密实核破碎而成粉未状掉落下来形成岩尘。如果降落的岩尘随着截割头的旋转而飞扬起来，就使得岩尘进入运动的气流中扩散。这些粉尘呈悬浮状态并随着工作面风流扩散，如果不在产尘源及时控尘，则会造成很严重的粉尘污染，影响矿工的身体健康，如果是煤尘还容易引起煤尘爆炸。
2.3综掘机内喷雾泵的损坏原因
掘进机出现没有外喷雾或压力低，首先需要确认喷嘴是否发生堵塞；其次检查供水入口的过滤器是否被煤泥堵塞；若前者都排除则有可能是供水量不足。为了使掘进机的第一运输机正常运行，必须对链条的涨紧程度作适当调整。通过螺旋涨紧方式进行刮板链的涨紧调节；主要通过清理堵塞物，对水箱进行注水。掘进机的内喷雾故障一般为喷不出水，或者有水没雾，产生此类故障的主要原因有：内喷雾的喷嘴被煤泥堵塞；喷雾泵入口可能被煤泥堵塞；水箱的没有注入足够的水；工作人员没有按照规范操作溢流阀；喷雾泵的密封区域出现故障；喷雾泵的内部结构发生故障。
3综掘机内喷雾装置改进
3.1综掘机内喷雾改进工艺简述
综掘机内喷雾改进工艺主要是针对配水装置（配水盘）进行改装。配水装置之所以极易损坏，主要是旋转密封磨损过度，导致密封与主轴中间出现间隙，进而漏水泄压，造成喷头压力不足。结合上述原因，只要合理控制密封与主轴之间的泄漏量在一定范围内，同时将喷雾水直接排出，保证截割头和减速器的正常运行。
3.2优化掘进机截割方案
巷道开口各项设施满足综掘施工以后采用EBZ260型悬臂式掘进机全断面掘进，带式输送机出碴，掘进时打开内外喷雾。每掘进6m，向前移一次皮带机尾。掘进机掘进截割矸石顺序为：由下向上，先中间后四周的原则截割。掘进机截割时将截割头调至工作面软岩石部位开口进钻,左右摆动,割出横槽,然后由下向上截割,进刀深度以0.3～0.5m为宜，先截割至与设计接近的断面，最后从工作面的右下角进钻刷宽至设计断面。掘进机启动后首先将下部剩余的积碴出净，然后开始截割，截割的矸石落入掘进机铲板的收集头上，收集头上的圆盘耙爪连续运转将矸石装入掘进机刮板输送机，再由掘进机二运皮带转入转载皮带，最后将碴传入矸石仓。截割下部时边截割边出碴，截割上部时当巷道工作面积碴高度达到0.8m左右时停止出碴，截割工作完成后退出掘进机进行支护，支护完成后再开始进行下一个循环截割。巷道围岩整体性较好时，每循环进尺1.6～2.4m，采用锚网喷加锚索支护。施工过程中遇到底板岩石较硬，掘进机无法切割时，上部软岩先用掘进机掘进，底板硬岩石采用放拉底炮的形式掘进。
3.3综掘机内喷雾泵的损坏的处理
开始掘进时，打开掘进机内、外喷雾系统，开始喷雾灭尘，防止煤尘堵塞喷头。喷雾泵阀处于关闭状态，将会造成喷雾泵的损坏。掘进机具有掘进速度快、单位时间进尺高、巷道成形好的优点，但同时也存在粉尘产生量高的问题，这就给矿井的粉尘防治工作带来了一定的困难。综掘工作面粉尘浓度高，单一的降尘、除尘措施不能满足生产需要，损害煤矿安全生产和作业人员身体健康，职业病防治面临的形势越来越严峻，严重威胁煤矿安全生产。掘进机开动前必须先将截割头外喷雾用阀门打开，再打开喷雾泵，并认真确认外喷雾运行状况。造成喷雾泵损坏的很大原因是没有先打开外喷雾阀门，在进行喷雾操作时，切忌手柄外推，使水泵反转。
3.4综掘机内喷雾旋转密封改进
旋转密封是内喷雾水系统的核心部件之一，实际应用中极易磨损，导致漏水漏液。目前综掘机常用的旋转密封均为机械密封（通过压力使液体隔绝）和填料密封（改变预紧调节螺丝位置）。由于内喷雾装置结构的特殊性和位置的局限性，上述两类密封均无法实现长时间作业，寿命不长。针对这两类装置的局限性，本次改进采用同轴组合密封，该密封主要由橡胶密封圈和特康环组成，有着较好的硬度和柔韧性，能够在高压力下不易变形，同时自身兼有一定润滑作用和抗腐蚀性。
结语
近几年，随着采掘机械化程度的不断提高，采用掘进机施工的巷道越来越多，目前主要采取除尘风机、喷雾降尘和个体防护相结合的防尘措施，但是实际应用中效果仍不理想，工作面除尘风机与局部风机不匹配造成迎面粉尘飞扬，井下供水管路跑冒滴漏，水压小，内喷雾易堵塞，雾化效果不好。掘进机具有掘进速度快、单位时间进尺高、巷道成形好的优点，但同时也存在粉尘产生量高的问题，这就给矿井的粉尘防治工作带来了一定的困难。综掘工作面粉尘浓度高，单一的降尘、除尘措施不能满足生产需要，损害煤矿安全生产和作业人员身体健康，职业病防治面临的形势越来越严峻，严重威胁煤矿安全生产。
参考文献：
［1］郑云龙.掘进机内喷雾系统技术研究［J］.煤，2012，21(3)：9-10.
［2］芦海龙，梁飞.综掘机内喷雾配水方式的研究［J］.山西煤炭，1995(1)：32-35.
［3］潘玮.综掘机内喷雾系统可靠性分析与探讨［J］.西山科技，1999(5)：30-32.
论文作者:刘祥胜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/8
标签：装置论文; 粉尘论文; 掘进机论文; 工作面论文; 巷道论文; 煤尘论文; 岩壁论文; 《防护工程》2018年第29期论文;