矿用钻式采煤机在断层破碎带中的适应性改造案例
断层破碎带一直是矿井采掘队伍面临的技术难题。近期,江苏中机矿山设备有限公司针对某矿区的复杂地质条件,对一台钻式采煤机实施了专项改造。该项目旨在解决断层区域煤岩松软、顶板易垮塌导致的截割效率低下问题,改造后的设备在井下连续运行超800小时,故障率降低约40%。
改造核心:结构强化与参数优化
针对断层带的破碎岩体,我们重新设计了采煤机滚筒的截齿排列方式。将原用的镐形截齿更换为加长锥形截齿,截齿间距由60mm调整为45mm,同时加大了滚筒螺旋叶片的升角至35度。这能有效减少截割时的冲击载荷,防止滚筒卡滞。配套的电牵引采煤机牵引系统也升级了变频控制模块,牵引速度从0-8m/min调整为0-5m/min,以提升在硬岩夹矸工况下的扭矩输出。
在巷道支护与运输环节,我们同步配置了水泥喷射机进行快速初喷封闭,配合矿用单轨吊运输系统来完成重型部件的拆装与转运。这套组合方案让原本需要3天完成的支护作业缩短至1.5天。同时,利用煤矸分离设备对采出的混合物料进行在线分选,将矸石率控制在15%以下,减轻了后续洗选压力。
井下配套与常见问题应对
改造后的钻式采煤机需要与悬臂掘进机协同作业。在断层应力释放区,我们先用悬臂掘进机进行超前掏槽,释放部分地应力,再让钻式采煤机跟进截割。这种双机联合作业模式对矿井采掘队伍的操作熟练度要求较高。常见问题包括:截割部油温过高(超过75℃)时需停机冷却;破碎岩块容易堵塞水仓处理设备的入口格栅,因此我们在转载点加装了振动筛板,筛孔尺寸定为50mm×50mm。
工艺细节与数据反馈
- 截齿消耗:改造前每万吨煤消耗截齿120个,改造后降至78个,降幅达35%。
- 粉尘控制:内喷雾压力由2MPa提升至4.5MPa,配合外喷雾环形布置,降尘效率提高约25%。
- 运输效率:引入单轨吊运输系统后,材料及备件运输时间减少30%,且避免了传统绞车运输中的钢丝绳断裂风险。
此外,我们还引入了矿用挖掘式装载机配合清理断层破碎带的浮煤与落矸。该设备采用液压履带驱动,铲斗容量0.6m³,能灵活应对断面变化,将巷道清理时间压缩了20%。
改造后的综合效益
这次适应性改造不仅解决了断层破碎带采掘技术中的截割难题,更验证了设备模块化升级的可行性。江苏中机矿山设备有限公司提供的整套解决方案,从电牵引采煤机的电气保护优化到煤矸分离设备的现场调试,形成了完整的技术闭环。目前,该矿区的月进尺已稳定在180米以上,断层区域的资源回收率提升了12个百分点。