簡易新型高效破碎裝置的研究與應用報告

1、河南煤化焦煤集團趙固二礦簡易新型高效破碎裝置的研究與應用趙固二礦綜采一隊2011年4月目 錄1研究背景31.1 11011工作面概況31.2 11011工作面試生產期間產量影響推進的原因分析31.3研究主要內容41.4技術經濟指標51.5項目創(chuàng)新點51.6技術路線51.7主要參加人員62工程地質條件72.1煤層72.2煤層頂底板72.3地質特征及地質構造82.3.1地層及地質構造82.3.2地質構造132.4水文地質132.5影響回采的其他因素143巷道布置及采煤工藝163.1兩巷支護形式163.1.1上順槽支護形式163.1.2下順槽支護形式173.2采煤工藝183.2.1采煤方法183.2

2、.2落煤方法193.2.3采煤機進刀方式193.2.4裝運煤203.2.5移架方式203.2.6推溜方式213.2.7假頂鋪設214原PLM2000輪式破碎機參數及使用情況224.1PLM2000輪式破碎機簡介224.1.1PLM2000輪式破碎機結構特點224.1.2與轉載機的連接234.1.3外廓尺寸234.2主要零部件235簡易新型高效破碎裝置原理及推廣應用245.1 簡易新型高效破碎裝置工作原理245.2簡易新型高效破碎裝置結構特點255.3 簡易新型高效破碎裝置設計要點265.4外廓尺寸295.5簡易新型高效破碎裝置優(yōu)點295.6 簡易新型高效破碎裝置性能試驗305.7簡易新型高效破

3、碎裝置與轉載機的連接305.8結論336.技術經濟效益分析346.1技術效益分析346.2經濟效益分析357項目應用證明37河南煤化焦煤集團趙固二礦簡易新型高效破碎裝置的研究與應用1研究背景1.1 11011工作面概況11011工作面是趙固二礦首采工作面，走向長度2266.9米，傾斜長度180米，煤層平均厚度6.16米，采用走向長壁傾斜分層采煤法，采高3.5米，工作面上分層可采儲量206萬噸。該工作面煤層結構簡單，主采二1煤，煤視密度大，實際生產中，礦山壓力顯現嚴重，普遍出現煤壁大面積片幫，產生的大塊炭較多，嚴重制約產量的提高。1.2 11011工作面試生產期間產量影響推進的原因分析11011

4、工作面自2010年11月6日正式開始回采。試生產期間制約推進速度的原因主要有以下幾個方面：1、工作面所有設備都處于磨合期，運轉不正常。2、熟練職工少，對設備結構、性能、操作方式不熟悉，經常因設備檢修、維護不到位及操作失誤造成機電事故影響生產。3、工作面老塘涌水，影響推進。4、頂板下沉明顯、底板鼓起嚴重，造成巷道高度變低，影響端頭支架的推移。5、割煤或拉架時煤壁片落的大煤塊較多，煤質特別硬，經常堵住運輸機、轉載機，嚴重影響開機率，制約生產。前兩個方面的問題隨著設備的逐步磨合，工作人員的專業(yè)技能水平不斷提高，已經得到很大的改善；另外工作面采用“堵、疏、排”相結合的方式治水，也取得明顯成效，致使老塘

5、涌水已不成為制約推進速度的主要因素；再者由于采取多項措施加強支護，頂板下沉及底鼓現象也有所緩解；隨著各項制約因素逐步減小或消除，大塊煤炭造成運輸受堵成為制約生產的主要因素凸顯出來。1.3研究主要內容針對趙固二礦11011工作面實際情況，我隊對大塊煤炭造成運輸受堵問題進行了分析研究，提出了以下幾點改進措施：1、改變采煤工藝。2、在工作面、轉載機處安裝大風鎬，實施人工破碎。3、考慮在工作面第8架位置處加裝機械手。4、考慮在轉載機上加裝機械手。5、考慮在轉載機上加裝自制簡易新型高效破碎裝置。6、加強對11011工作面上下順槽超前支護的強度，確保安裝自制簡易新型破碎裝置后11011工作面膠帶順槽的高度

6、。7、改變11011工作面移架方式，提高移架時的工作強度。1.4技術經濟指標1、根據破碎理論，自制簡易新型高效破碎裝置。2、針對實際情況，提出了適合11011工作面支護方式。3、提出適合大埋深高水壓復雜地質條件下工作面移架方式。1.5項目創(chuàng)新點1、改變原有超前支護方式，由原設計單體液壓支柱叉子棚縱向支護改變?yōu)閱误w液壓支柱叉子棚橫向支護，大大降低了巷道圍巖變形量，有效控制了圍巖變形，改觀了巷道面貌，為高效安全生產創(chuàng)造了前提。2、在11011工作面、轉載機處安裝大風鎬，人工破煤塊效率低和在工作面第8架位置處、轉載機上加裝機械手取得效果不佳情況下，仔細研究在轉載機上加裝“自制簡易新型高效破碎裝置”，

7、破碎效率高，安全靈活，大大提高了工作面開機率。1.6技術路線首先對趙固二礦11011工作面具體條件進行詳細調研，進行前期觀測，取得基礎性數據。主要包括11011工作面巷道位移觀測、11011工作面支架壓力觀測、11011工作面煤壁片幫數據統計。在前期觀測和實際經驗為基礎，進行大膽革新，自制簡易新型高效破碎裝置，并在現場進行了工業(yè)性試驗，對破碎效果進行統計。通過反饋的信息不斷優(yōu)化破碎裝置，自制簡易新型高效破碎裝置得到了推廣應用。1.7主要參加人員姓 名性別出生年月學歷職稱工作單位魏世義男1965.12本科高工趙固二礦黃玉東男趙固二礦李長軍男趙固二礦陳新明男1970.11博士高工趙固二礦程 輝男本

8、科高級技師趙固二礦張振宏男1962.04大專助工趙固二礦何建波男1981.09大專技術員趙固二礦李國棟男1984.11本科助工趙固二礦李小磊男1986.04本科助工趙固二礦白易彬男1986.08大專技術員趙固二礦李新民男趙固二礦趙 磊男趙固二礦王正文男趙固二礦李武生男趙固二礦2工程地質條件2.1煤層該工作面所采二1煤層位于山西組底部，厚度6.06.59m，平均6.29m，全區(qū)可采，屬較穩(wěn)定型厚煤層。煤層沿傾斜方向傾角0.23.8º，平均2°，沿推進方向近似煤層走向。煤層節(jié)理、層理發(fā)育，局部含有薄層夾矸，而且性脆，煤的硬度f=0.983.5，視密度1.52t/m3。煤層以塊煤

9、為主，上部有1m左右的糜堎狀、粒狀煤，局部含有夾矸及炭質泥巖偽頂，煤層結構簡單。二1煤層為低中灰、特低硫、低磷、高熔融性、高強度、弱結渣性，不易破碎的高發(fā)熱量優(yōu)質三號無煙煤。其塊煤產率較高，塊煤可做化工造氣，末煤可用作高爐噴吹、動力或民用燃料。2.2煤層頂底板煤層頂底板情況見下表：煤層頂底板情況頂底板名稱巖石名稱厚度（m）巖性特征老頂大占砂巖13.73m深灰色，以石英為主，裂隙發(fā)育，呈塊狀。直接頂泥巖、砂質泥巖04.73m灰黑色，致密，水平層理，厚度變化大。偽頂泥巖00.39m黑色，含植物化石及碳質。直接底泥巖、砂質泥巖12.88m灰黑色，致密，水平層理，含植物化石。老底L9灰?guī)r1.45m深灰

10、色，隱晶質，具裂隙。2.3地質特征及地質構造2.3.1地層及地質構造地層1、區(qū)域地層趙固二礦井田地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)太行小區(qū)。據區(qū)域出露及鉆孔揭示，區(qū)域地層由前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、第三系、第四系等地層組成，缺失奧陶系上統、志留系、泥盆系、石炭系下統、侏羅系和白堊系地層。2、井田地層趙固二礦井田屬第四系、第三系全覆蓋區(qū)。據鉆孔揭露，本區(qū)賦存地層主要有奧陶系中統馬家溝組、石炭系中統本溪組和上統太原組、二疊系下統山西組和下石盒子組、第三系、第四系，其中石炭系上統太原組和二疊系下統山西組為主要含煤地層。地層從老到新分述如下：奧陶系中統馬家溝組（O2m）以深灰色、灰色厚層狀石

11、灰?guī)r為主，致密堅硬，裂隙發(fā)育，多充填方解石。本組實際厚度大于400m，鉆孔揭露厚度6.3251.85m，平均15.24m，與下伏地層呈假整合接觸。 石炭系中統本溪組（C2b）底部為鋁質泥巖，中部為灰色砂質泥巖，上部為黑色泥巖和砂質泥巖。本組厚4.4812.63m，平均7.70m。與下伏地層呈平行不整合接觸。石炭系上統太原組（C3t）由石灰?guī)r、砂巖、砂質泥巖、泥巖和煤層組成，為本區(qū)主要含煤地層。據其巖性組合特征可分為上、中、下三段。本組下起一21煤層底，上至太原組L9石灰?guī)r頂，地層厚度79.11105.91m，平均94.79m，與下伏本溪組地層整合接觸。下段：自一21煤層底至L4灰?guī)r頂，平均厚度

12、28.02m。巖性以石灰?guī)r、煤層為主，夾砂質泥巖、泥巖。含石灰?guī)r3層（L2L4），多為煤層頂板，其中L2石灰?guī)r普遍發(fā)育，平均厚度12.53m，為本區(qū)主要標志層。本段含煤5層（一1 2、一2 2、一3 2、一3、一4），其中一1 2煤厚0.643.06m，平均1.54m；一2 2煤厚0.29-1.79m，平均1.21m，井田內大部分地段可采。另外3層煤均不可采。中段：自L4灰?guī)r頂至L8灰?guī)r底，平均厚度51.14m。以砂巖、砂質泥巖、泥巖為主，局部夾3層石灰?guī)r（L5L7）及薄煤6層（一5、一1 6、一2 6、一1 7、一2 7、一8）。中部常有一層中粗粒石英砂巖，L5、L6灰?guī)r有時相變?yōu)橹屑毩Ｉ皫r

13、或砂質泥巖，所見6層薄煤均不可采。上段：自L8灰?guī)r底至L9灰?guī)r頂，平均厚度15.63m。以石灰?guī)r、砂質泥巖、泥巖為主，夾薄煤1層（一9煤），不可采。含灰?guī)r2層（L8 、L9），多為煤層頂板。其中L8石灰?guī)r普遍發(fā)育，厚度6.77m14.78m，平均厚9.31m。L9石灰?guī)r厚度大，層位穩(wěn)定，為本區(qū)主要標志層。二疊系下統山西組（P1sh）下起太原組L9石灰?guī)r頂界面，上至砂鍋窯砂巖底界面，地層厚度65.3496.50m，平均厚77.47m，與下伏太原組整合接觸。由砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層組成，為本井田主要含煤地層。根據其巖性特征自下而上分為二1煤層段、大占砂巖段、香炭砂巖段、小紫泥巖段。二1煤層段：

14、自太原組L9灰?guī)r頂界面至大占砂巖底，厚21.76m。以含菱鐵質泥巖、條帶狀砂巖及煤層組成，含煤4層（二0、二1、二2、二3），其中二1煤層為本井田主要可采煤層，厚4.736.77m，平均6.16m，底部為細中粒砂巖，多夾泥質條帶，具波狀、透鏡狀層理，稱“二1煤層底板砂巖”，為一輔助標志層。大占砂巖段：自大占砂巖底至香炭砂巖底，含13層砂巖，厚26.36m。下部為中粗粒長石、石英砂巖（大占砂巖），層面含較多白云母碎片及炭質，具交錯層理，局部含泥質團塊，平均厚7.46m，為主要標志層。上部為深灰色砂質泥巖、泥巖，偶夾不可采的二2、二3煤層。香炭砂巖段：自香炭砂巖底至小紫泥巖底，含12層砂巖，厚18

15、.50m。由中細粒砂巖及砂質泥巖、泥巖組成。下部的香炭砂巖為深灰色細粒長石石英砂巖，含泥質包體與菱鐵質團塊，厚7.08m。上部的泥巖及砂質泥巖呈灰、黑灰色，產植物葉部化石。小紫泥巖段：自小紫泥巖底至砂鍋窯砂巖底，屬本組頂部，厚10.85m。巖性以紫灰色泥巖為主，含鋁質及菱鐵質假鮞，局部夾深灰色砂質泥巖。二疊系下統下石盒子組（P1x）下石盒子組地層直接沉積于下伏山西組地層之上，下起砂鍋窯砂巖底，上至基巖剝蝕面，受風化剝蝕，該組地層井田內保留不全。井田內31個鉆孔，有5個鉆孔在二1煤層露頭外，其余26個鉆孔僅15個鉆孔揭露有該組地層，保留厚度22.79177.83m，平均89.67m，分兩個煤段，

16、即三煤段、四煤段。三煤段：由砂質泥巖、細粒砂巖及鮞狀鋁質泥巖組成。下部為中粗粒長石、石英砂巖(砂鍋窯砂巖)，具交錯層理，硅質膠結，為一主要標志層；中部為砂質泥巖，含紫色斑塊及菱鐵質鮞粒（俗稱大紫泥巖，也是標志層之一）；上部為砂質泥巖、泥巖夾細粒砂巖，具波狀層理。四煤段：主要由灰色、淺灰色中細粒砂巖、含紫斑泥巖、砂質泥巖組成，頂部風化，局部裂隙較發(fā)育。本煤段下起于四煤底砂巖。本組與下伏山西組地層整合接觸。第四系、第三系（Q+R）由坡積、洪積與沖積形成的褐紅、紫灰及雜色粘土、砂質粘土、礫石、砂層等組成。井田內鉆孔揭露厚度427.30（8801孔）946.37m（12605孔），平均666.25m，

17、且由北而南，自西向東逐漸增厚。斷層兩側新生界厚度差別較大。3、含煤地層井田內含煤地層為石炭系上統太原組、二疊系下統山西組和下石盒子組。含煤地層共含煤19層，煤層總厚度10.83m。含煤地層總厚278.63m，分5個煤組段，含煤系數為3.89%。山西組和太原組為主要含煤地層，煤層總厚度10.71m，地層總厚172.26m，含煤系數為6.22%。山西組下部的二1煤層為主要可采煤層，太原組底部的一21、一22煤層為大部可采煤層，其余煤層偶見可采點或不可采，可采煤層總厚8.91m，可采含煤系數為5.17%。2.3.2地質構造該區(qū)地質構造較復雜，總體呈單斜構造。根據送巷期間揭露資料顯示，有1組斷層DF4

18、1斷層，落差在0.3m-1.3m，下順槽有兩個小斷層，落差為0.3m。斷層產狀見下表：構造名稱走向傾向傾角性質落差（m）對回采影響程度DF41265°277°355°7°70°正斷層0.31.3有一定影響2.4水文地質1、工作面主要充水水源為底板L8灰?guī)r水。底板L8灰?guī)r平均厚8.7m，局部巖溶發(fā)育，富水性較強，上距二1煤底板平均26m，該區(qū)水位為-70m左右，水壓為47kg/cm2，突水系數為3.8kg/cm2*m，大于突水臨界值，工作面回采時底板突水可能性極大，必須進行底板含水層改造和底板加固并經驗證達到加固效果方可回采。2、上順槽450m左

19、右為DF41斷層組，掘進期間滯后出水，最大水量0.75 m3/min穩(wěn)定水量0.15 m3/min，雖然進行了底板加固，但由于底板隔水層薄，受采動影響底板遭到破壞后仍易引起出水，因此在采面推進過程中，要加強水文地質觀測工作，尤其在DF41范圍內，若有異常情況應立即采取有效措施現場處理，并及時向調度室匯報。3、按照底板加固后4060%的裂隙封堵率計算，預計底板L8正常涌水量為2.0m3/min,最大為9.24 m3/min。4、頂板大占砂巖和風化帶水富水性較差，頂板探鉆時未發(fā)現基巖頂部風化帶含水層有大的出水現象。 回采過程中要加強礦壓觀測，準確預報頂板每次來壓時間，提前做好預防，防止頂板潰水、潰

20、沙以及底板出水造成傷人。5、初采過程中要采取強制放頂措施，避免大面積懸頂時對底板造成大的破壞。6、完善11011工作面排水系統，排水設備和排水管路必須滿足要求，當工作面發(fā)生突水時，必須保證排水系統的供電線路、配電設備、排水管路、水泵都能立即投入運轉，確保工作面回采安全。2.5影響回采的其他因素瓦斯：本礦井主采二1煤層處于CH4含量極低的瓦斯風化帶中，屬低瓦斯礦井，根據煤層瓦斯含量，預計工作面回采時絕對瓦斯涌出量3m3/min，相對瓦斯涌出量0.815m3/t，對回采有一定影響，回采過程中要加強瓦斯監(jiān)測。煤塵爆炸性：煤塵無爆炸危險性；地溫：工作面地溫正常；煤的自燃：煤層不自燃；裂隙發(fā)育情況：裂隙

21、較發(fā)育。3巷道布置及采煤工藝工作面位于一盤區(qū)中部，該盤區(qū)采用單翼開采。工作面回采巷道均為沿煤層頂板掘進煤巷，上下順槽均采用單巷布置，其中下順槽鋪設兩部DSJ-120/120/2×110膠帶輸送機，用于工作面煤炭運輸兼作進風巷；上順槽采用無軌膠輪車運輸兼作回風巷；切眼垂直順槽布置用于安裝采煤機械和進行煤炭開采。3.1兩巷支護形式3.1.1上順槽支護形式1、巷道設計為矩形斷面，凈寬3800mm，凈高2800mm，錨網(索)聯合支護。錨桿采用無縱筋左旋螺紋鋼高強錨桿，規(guī)格20×2400mm，間排距800×800mm，頂部、幫部錨桿錨固長度分別為1200mm（一卷快速的Z

22、2360錨固劑、一卷中速的Z2360錨固劑）、900mm（一卷快速的Z2345錨固劑、一卷中速的Z2345錨固劑），錨桿預緊力不小于200N·m，錨固力70kN。頂部錨桿托盤10×150×150mm、14圓鋼制作的鋼筋梯配合使用，錨桿、鋼筋梯均打在網片接茬處；幫部錨桿托盤為W型鋼帶、10×150×150mm托盤配合使用。網片采用5.6mm鋼筋冷拔焊接網，網片規(guī)格為900×1700mm，網孔100×100mm，網片搭接寬度100mm，每隔100mm用14#鉛絲幫扎。2、頂部采用錨索組合梁加點錨索補強支護。組合梁錨索規(guī)格為21.

23、6×6250mm，每排3根，間排距1600×1600mm，每排錨索掛一根長度3400mm的16#槽鋼梁。錨索墊板規(guī)格12×120×120mm、12×80×80mm的鋼板，50×120×120mm木墊板配合使用。點錨索規(guī)格為21.6×6250mm，每排2根，間排距1600×1600mm（組合梁錨索與點錨索呈三花布置）托盤采用12×400×400mm、16×200×200mm的鋼板，50×200×200mm木墊板配合使用。每根錨索使用4根Z

24、2360樹脂錨固劑（兩卷快速錨固劑，兩卷中速錨固劑），錨索預緊力不小于30Mpa，錨固力不低于200KN。3.1.2下順槽支護形式1、巷道設計為矩形斷面，凈寬4600mm，凈高2800mm，錨網(索)聯合支護。錨桿采用無縱筋左旋螺紋鋼高強錨桿，規(guī)格20×2400mm，間排距800×800mm，頂部、幫部錨桿錨固長度分別為1200mm（一卷快速的Z2360錨固劑、一卷中速的Z2360錨固劑）、900mm（一卷快速的Z2345錨固劑、一卷中速的Z2345錨固劑），錨桿預緊力不小于200N·m，錨固力70kN。頂部錨桿托盤10×150×150mm、1

25、4圓鋼制作的鋼筋梯配合使用，錨桿、鋼筋梯均打在網片接茬處；幫部錨桿托盤為W型鋼帶、10×150×150mm托盤配合使用。網片采用5.6mm鋼筋冷拔焊接網，網片規(guī)格為900×1700mm，網孔100×100mm，網片搭接寬度100mm，每隔100mm用14#鉛絲幫扎。2、頂部采用錨索組合梁加點錨索補強支護。組合梁錨索規(guī)格為21.6×6250mm，每排3根，間排距1600×1600mm，每排錨索掛一根長度3400mm的16#槽鋼梁。錨索墊板規(guī)格12×120×120mm、12×80×80mm的鋼板，5

26、0×120×120mm木墊板配合使用。點錨索規(guī)格為21.6×6250mm，每排2根，間排距1600×1600mm（組合梁錨索與點錨索呈三花布置）托盤采用12×400×400mm、16×200×200mm的鋼板，50×200×200mm木墊板配合使用。每根錨索使用4根Z2360樹脂錨固劑（兩卷快速錨固劑，兩卷中速錨固劑），錨索預緊力不小于30Mpa，錨固力不低于200KN。3.2采煤工藝3.2.1采煤方法采用傾斜分層走向長壁綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板，本工作面沿煤層頂板回采，采高3.5

27、m，架后人工鋪設塑料網假頂。3.2.2落煤方法采煤機雙向割煤，即前滾筒割頂煤、后滾筒割底煤，往返一次進兩刀。3.2.3采煤機進刀方式采用工作面端部斜切進刀割三角煤雙向割煤方式，根據采煤機機械特征，采煤機進刀段長度不應小于35m，工作面上部進刀段為934#支架，下部進刀段為110125#支架。進刀方式如下圖所示： 工作面端部割三角煤斜切進刀(a)起始 (b)斜切并移直輸送機 (c)割三角煤 (d)開始正常割煤1-綜采面雙滾筒采煤機； 2-刮板輸送機當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，圖（a）；調換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。

28、然后將輸送機移直，圖（b）；再調換兩個滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處，圖（c）；將三角煤割掉、煤壁割直后，再次調換上下滾筒，返程正常割煤，圖（d）；3.2.4裝運煤采煤機割煤、裝煤配合工作面刮板輸送機前移裝運煤，經轉載機和上順槽膠帶輸送機運出。3.2.5移架方式采用及時支護方式, 本架操作,先降后移, 帶壓擦頂移架支護頂板。一般情況下，移架滯后采煤機后滾筒35架追機作業(yè)。頂板破碎時,可滯后前滾筒12架追機移架或拉超前架,及時支護頂板。移架步距0.6m。移架順序為：1.采煤機割透上（下）端煤壁，移架至4#（121#）架并及時將13#（124122#）支架的伸縮梁伸出護頂；采煤機上行吃刀

29、，開始移13#（124122#）支架，移架的順序為：先移2#（123#）架，再移1#（124#）架，最后移3#（122#）架；采煤機上（下）行割完三角煤后下（上）行，緊跟采煤機后滾筒3架自4#（121#）架開始向下（上）移架。 2.在采煤機割煤時，超前采煤機前滾筒3架將護幫板收回。3.2.6推溜方式正規(guī)循環(huán)作業(yè)時先拉架后推溜，推溜滯后移架1015m。推移彎曲段不小于15m（10節(jié)溜槽），溜槽水平彎曲角度小于1°，垂直彎曲角度小于3°，推移步距0.6m，推溜由一端向另一端逐節(jié)推移。3.2.7假頂鋪設1、鋪設方法及材料假頂鋪設材料礦用塑料網材料規(guī)格1400×3000m

30、m鋪設方法支架后鋪底網，長邊沿傾斜方向鋪設，短邊沿推進方向鋪設。2、鋪設要求：（1）鋪網時要將網鋪平鋪展；（2）沿傾斜方向網片搭接50mm，并用塑料假頂帶或連網繩將網邊逐孔穿接。（3）鋪網后要及時對鋪網段進行灑水。4原PLM2000輪式破碎機參數及使用情況4.1PLM2000輪式破碎機簡介4.1.1PLM2000輪式破碎機結構特點PLM2000輪式破碎機是綜合國內外同類產品的優(yōu)點并結合我國煤礦的具體情況而研制的一種新型破碎機。具有以下優(yōu)點：1、整機破碎能力大，強度高，剛性好，安全可靠，能連續(xù)破碎大塊煤及矸石。2、動力傳遞系統采用液力耦合器，皮帶傳動，增加了設備的平穩(wěn)性和耐沖擊性，降低了電動機的

31、起動時間。3、破碎槽與底座通過定位銷定位，兩側螺栓與底座連接緊固，使其更換方便、安全、省力。4、破碎粒度調節(jié)機構采用手壓泵千斤頂墊塊結構，可在不拆除破碎箱和不使用外部起重設備的情況下進行調節(jié)作業(yè)，操作方便、安全、可靠、省時、省力。5、破碎機的小皮帶輪組采用儲油箱稀油潤滑，破碎軸組上的軸承采用手動干油站集中潤滑，延長了加油周期，減少了加油工作量，且潤滑可靠，消除了一些不安全因素。6、破碎機兩側設置了與轉載機共同配套使用的自移系統的安裝位置。PLM2000輪式破碎機由動力部、破碎箱、破碎槽、破碎軸組、出入口防塵簾等組成。4.1.2與轉載機的連接本破碎機是與順槽轉載機配套使用的。在破碎機箱體的輸入、

32、輸出端布置了與轉載機擋板相連接的連接孔，通過螺栓與轉載機連接。這樣使破碎機與轉載機形成剛性連接，便于安裝與拆卸。4.1.3外廓尺寸總長：4300mm 總寬：2128mm總高：1760mm 破碎機一般安裝在轉載機中間，它與轉載機溜槽連接的破碎槽的有效長度為4.05m，破碎機的原煤是由轉載機運至破碎機破碎后，再經轉載機運走。4.2主要零部件主要由破碎箱、破碎軸組、破碎槽、動力部、皮帶傳動、噴霧系統、出口、入口防塵簾組成。5簡易新型高效破碎裝置推廣應用的背景由于趙固二礦工作面的煤層結構簡單，煤層密度大，煤質屬低灰、特低硫、低磷、較高熱穩(wěn)定性、高強度、高發(fā)熱量的二號優(yōu)質無煙煤。在實際生產中，礦山壓力嚴

33、重，普遍出現煤壁大面積片幫，產生的大塊炭較多，這些大煤塊通過刮板機運輸至轉載機的過程中時，在轉載機機頭經常發(fā)生擁堵現象。必須停產對大塊煤用大風鎬進行人工破碎才能保證煤塊的正常運輸，嚴重地影響了生產效率制約著產量的提高。本文針對這些現狀,進行了分析和研究，運用單輥高速沖擊破碎的原理設計了一套新型高效碎煤裝置。今年4月份進行安裝投用以來，取得了非常明顯的使用效果。既保證了綜采設備的連續(xù)運轉，又增加了礦井的原煤產量及經濟效益。5.1 簡易新型高效破碎裝置工作原理破碎機結構如圖1所示。電機通過皮帶輪，經三角皮帶帶動轉筒高速旋轉。大煤塊通過轉載機進入破碎區(qū)，大煤塊即在該區(qū)內受到刀齒的沖擊而被破碎，此時已

34、被破碎的大煤塊在轉載機高速運轉的強烈沖擊下，經過自制簡易新型高效破碎裝置進入PLM2000輪式破碎機中進行二次破碎。圖1 破碎機結構圖5.2簡易新型高效破碎裝置結構特點(1)轉載機高速拉運大煤塊，大煤塊超出自制簡易新型高效破碎裝置刀齒以上部分在刀齒高速同向旋轉下，使大煤塊受到沖擊、相互撞擊、剪切和反擊等多次作用，被充分破碎。其中，大煤塊在破碎機內受到筒體內壁強烈的沖擊作用被反彈，與后續(xù)高速物料相遇而發(fā)生高速碰撞破碎，實現真正的“料打料”，有效地降低了能耗。(2)確定合適破碎高度，對大煤塊進行大、小自動分離，經分離后的較小煤塊不經破碎自動拉出，通過PLM2000輪式破碎機中進行二次破碎排出，不能

35、通過的大煤塊則在高速沖擊作用下接受擊打作用進行破碎。這樣，既避免了這一部分小煤塊還要經過PLM2000輪式破碎機中導致過粉碎，也為破碎機減輕負擔，減少了不必要的能量損耗。(3)部分煤塊在高速沖擊的作用下貼在外轉筒內襯上形成料墊，使內襯可以得到很好保護，從而減少了易損件的磨損，延長了使用壽命。(4)刀齒采用機械夾緊結構牢固定于內轉盤上，轉子部分動平衡性能易于控制。轉動時具有很大的轉動慣量，適應破碎較堅硬的物料。(5)破碎機機架部分為三分體結構，打開破碎機側部機殼，即可進行檢修維護作業(yè)。備件更換簡便，維護費用相應減少。5.3 簡易新型高效破碎裝置設計要點5.3.1傳動部分設計從破碎機結構和工作原理

36、中可以看出，傳動部件的設計和保證適宜的轉速是碎煤裝置正常運轉的重要工藝條件。主軸的轉速需要滿足破碎頭對煤塊有足夠的沖擊力。5.31.1設計功率 式中，為滿足破碎頭對煤塊有足夠的沖擊力需要的額定功率，kW；為工礦系數，可查表得到。5.3.1.2選定帶型根據設計功率 和電機轉速，又由于破碎時，設備所承受的振動也比較大，確定采用聯組窄V型帶，這種帶型在傳動中各根V帶載荷均勻，可減少運轉中振動和橫轉，而且還具有結構緊湊、壽命長、節(jié)能等特點，并能適用于高速傳動。5.3.1.3帶輪的設計帶輪的極限轉速式中，B為帶輪輪緣寬度,mm; d為帶輪直徑（基準直徑或有效直徑），mm。帶速式中，為小帶輪的基準直徑,m

37、m;帶輪材料常采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等。當時用HT200，時,宜采用孕育鑄鐵或鑄鋼，也可以用鋼板沖壓-焊接帶輪，這里考慮到設備運轉的實際現狀，采用輻板鑄鋼帶輪。5.3.1.4軸承的選擇機器中的軸一般都是用滾動軸承支撐的，軸承的合理選擇對于保證軸的運轉精度，發(fā)揮軸承的工作能力起著重要的作用。不同結構的軸承具有不同的工作特性，不同的適用場合和安裝部位對軸承的結構和性能有不同的要求。需要軸承既能滿足外載荷的要求，又應精良發(fā)揮軸承本身的承載能力。根據工作條件選用d=150mm的調心滾子軸承，該軸承主要用在負荷作用下彎曲較大的傳動軸，以及支承座孔不易保證嚴格同心的地方，承載能力大，額定動載荷比

38、2.35.2，主要承受徑向載荷，也能承受任一方向的軸向載荷，特別適用于重載或振動負荷下工作?；绢~定動載荷查表得：各系數分別為： 根據式 式中：為基本額定靜負荷，N；為當量靜負荷，N; 對于調心滾子軸承 為安全系數 取通過計算，選24130W33軸承能滿足要求。采用手動干油站集中潤滑。5.3.2破碎頭選擇原則破碎裝置上的破碎頭在破碎時因為要承受高的壓應力、剪切應力和沖擊負荷，由于摩擦、沖擊還會造成溫度升高，在如此復雜工況條件下工作的截齒，因此在保證表面足夠的耐磨性的同時，還要材料的韌性，提高其綜合機械化性能，才能避免磨損、彎曲、破裂、斷損等失效形式。相關研究表明，稀土元素加入硬質合金，能夠強化

39、硬質相，強化粘結相，并能凈化晶界，從而起到提高斷裂韌性、抗彎強度與硬度的效果。破碎頭的材質選用添加稀土元素的錘用硬質合金，其選擇時以沖擊失效的激勵為主要依據，并兼顧切削磨損的問題。5.4簡易新型高效破碎裝置外廓尺寸長×寬×高（mm）: 2860×1314×800 5.5簡易新型高效破碎裝置優(yōu)點1、整機破碎能力大，強度高，剛性好，安全可靠，能連續(xù)破碎大塊煤及矸石。2、動力傳遞系統采用皮帶傳動，增加了設備的平穩(wěn)性和耐沖擊性，降低了電動機的起動時間。3、破碎機與轉載機通過定位銷定位，兩側螺栓與轉載機連接緊固，使其更換方便、安全、省力。4、破碎機的小皮帶輪組采用

40、儲油箱稀油潤滑，破碎軸組上的軸承采用手動干油站集中潤滑，延長了加油周期，減少了加油工作量，且潤滑可靠，消除了一些不安全因素。5.6 簡易新型高效破碎裝置性能試驗以大煤塊為試驗物料進行性能試驗，打大煤塊時間統計表見表1，開機率對比表見表2，工作面出煤量對比表見表3。5.7簡易新型高效破碎裝置與轉載機的連接簡易新型高效破碎裝置是與順槽轉載機配套使用的，安裝在PLM2000破碎機前方。在破碎裝置箱體的輸入、輸出端布置了與轉載機擋板相連接的連接孔，通過螺栓與轉載機連接。這樣使破碎機與轉載機形成剛性連接，便于安裝與拆卸。表1 破碎裝置安裝前后人工打大煤塊時間統計表各月份打大煤塊影響時間分析表 月份時間統

41、計安裝前安裝后1月份2月份3月份4月份大塊碳影響時間（min）5567498652141329刀煤總數246242279341刀煤平均影響時間（min）22.6320.6018.693.90分析：通過對比發(fā)現采用簡易新型高效破碎裝置后，工作面大塊煤影響時間顯著減少。表2 破碎裝置安裝前后開機率對比表開機率對比表 月份時間統計安裝前安裝后1月份2月份3月份4月份總開機時間（min）25116228992556824892刀煤總數246242279341刀煤時間（min）102.1094.6291.6473.00分析：通過對2011年1至4月份開機時間的統計，發(fā)現安裝了簡易新型高效破碎裝置后刀煤所

42、用時間顯著減少。表3 破碎裝置安裝前后各月份出煤量統計表各月份出煤量分析表 月份時間統計安裝前安裝后1月份2月份3月份4月份回采天數（min）31283130刀煤總數246242279341總產量（t）158706157483181156222865平均日產量（t）5119.555624.395843.747428.83分析：通過對2011年前4個月各月份產量對比比較分析，雖然隨著回采技術的日臻成熟產量是在呈現一個遞增的過程。但是在安裝了簡易新型高效破碎裝置之后，4月份的產量不管是在總產量還是在日產量上均實現了大的飛躍。5.8結論1.成功解決了趙固二礦井深地壓大、水壓高、地質條件復雜帶來的煤壁片幫嚴重，工作面大塊煤炭經常性堵死采煤機及轉載機的難題。實現了安全、高效、快速回采。2.該破碎機具有獨特的工作機理及結構設計特點。通過多次性能試驗發(fā)現其在提高煤塊破碎效果、控制煤塊塊炭率和降低能耗等方面，均有較好的效果。3.破碎頭的成功選擇，較好地發(fā)揮破碎功能，提高產量和能量利用率。該破碎機有利于從節(jié)能、高效等方面綜合提高工作面的經濟效益和社會效益。6.技術經濟效益分析簡易新型高效破碎裝置在趙固二礦綜采隊全體工程技術人員刻苦鉆研，不斷調整優(yōu)化，采基礎材料收集、方案的設計、試驗優(yōu)化、安裝工藝到現場應用，基本解決了趙固二礦井深地壓