系列钻式采煤机的研究.ppt

项 目 名 称 ：系列钻式采煤机的研究   主要完成单位 ： 一、立项背景和目的 极薄煤层与不规则煤层在全国各大矿区均有储量，受开采条件限制，该煤层未能得到有效开采。 常规采煤工艺难以对极薄煤层、边角煤、三下压煤等特殊煤层实施机械化开采（上世纪90年代开始引进、尝试钻式采煤方法）。 钻式采煤机提供了一种特殊煤层机械化开采新方法。 进口钻式采煤机存在钻具偏斜、接杆困难、体积大、可靠性差等问题。 我国对钻式采煤机的系统研究尚属空白。 加大力度对钻式采煤机及其关键技术进行研究，开发先进、可靠的国产系列产品。 二、项目研究的关键技术 1.钻式采煤机截割机理与工作机构设计理论 1)截割机理 a.轴向切削机理 b.径向切削机理 2)工作机构设计理论 a.钻头截齿布置 不同截齿布置的载荷图 截 割 试 验 台 b.截齿类型的研究 不同截齿的载荷图 c.工作机构优化设计模型 2.钻杆偏斜机理与防偏机构 钻杆偏斜将引起受力恶化、截顶截底、钻杆断裂、钻头脱落等严重问题，为此，首先建立钻具组合受力模型： 煤层对钻采偏斜影响规律 建立了各向异性煤层与钻头相互作用的造斜力模型。 在靠近钻头处设置稳定器是防止偏斜的有效方法。 3.窄机身一体化结构 巷道费用占整个使用费用的80%,该结构可节省巷道费  用30%。 1630mm 4.钻杆快速联接装置与新型抱爪机构 机型 钻具调运 (min) 钻杆对接(min) 钻杆钻进(min) 退钻(min) 累计时间(min) 进口 钻机 0.5~1 10~12 2~3 1.5~2 14~18 系列 钻机 0.5~1 4~5.5 1.5~2 1~1.5 7~10 钻杆对接循环时间表 三、项目的创新点 1. 首次对钻式采煤机截割机理进行研究，提出了钻头轴向和径向两种切削机理模式 该创新有效解决了钻杆偏斜问题，奠定了钻式采煤机的理论基础(完成2篇硕士学位论文、发表2篇核心期刊论文)。 2. 形成发展了钻式采煤机工作机构设计理论 工作机构是钻式采煤机的关键部件，其性能好坏决定了使用成败。该创新通过对截齿布置理论、截齿结构及优化设计模型研究，提高了工作机构的截割性能；并提供了一套完整工作机构现代设计方法。 该创新形成钻式采煤机的核心技术(出版1部专著，完成1篇博士学位论文、发表2篇EI收录论文、发表3篇核心期刊论文)。 3.研制了钻杆快速联接装置与新型抱爪机构，实现了钻杆的快速、可靠对接 该创新解决了钻杆连接耗时、对接困难问题，提高了工作效率(获得2项专利（ZL200520080022、ZL200620069279）)。 4.形成发展了我国钻式采煤机系列产品，并制定产品标准,解决极薄煤层、边角煤、三下压煤等特殊煤层的安全开采难题。 目前已形成采高0.45~0.85m七个规格的系列产品，并全部取得煤安标志。 四、主要技术经济指标及国内外同类先进  项目对比 有关钻式采煤机截割机理及设计理论研究国内外尚未见报道，引进设备存在诸多问题。 鉴定评价为“该项目填补了我国钻式采煤机的空白，达到了国际先进水平”。 系列钻式采煤机与国外同类产品的技术参数对比： 型号 系列钻式采煤机 БУΓ-5 BSHK-2DM U.A.M 钻头直径 mm 425~825 525~725 625~825 610~1300 进给速度 m/min 0~1.8 0~6 0~2 钻头数量 3 2 3 2 适应煤层倾角 ±25° ±15° ±15° ±15° 最大钻孔深度 m 85 50 85 80 采宽 mm 1305~2105 1080~1180 1905~2105 总功率 kw 200 115 235 490 重量 t 40 19 54.5 外形尺寸 mm 14840*2995*1630 14840*3870*1880 五、推动技术进步的作用、推广效果 该项目提供了一种解决特殊煤层开采的新装备，形成了钻式采煤机的设计理论体系。 已在徐州、新汶、淄博、枣庄、西山、郑州等各大矿业集团推广应用。 使用单位 机型 煤层倾角 煤层厚度 产量(每班) 新矿集团 潘西矿 MZ Φ650 15~30° 0.65~0.7 m 60~80 T 新矿集团 鄂庄矿 MZ Φ750 10~15° 0.9 m 100~140 T 新矿集团 济阳矿 MZBΦ550 3~7° 0.55 m 40~60 T 徐州矿务集团韩桥矿 MZB Φ650 8~15° 0.5~0.7 m 60~80 T 里能集团 里彦煤矿 MZ Φ650 6~12° 0.8 m 80~130 T 西山煤电 西曲矿