煤矿用防爆柴油机破碎装载卧底机设计

收稿日期：2016－03-28

作者简介：孙志林（1980－），男，工程师，现在煤炭科学技术研究院有限公司从事井巷设备检验，发表论文8篇。

煤矿用防爆柴油机破碎装载卧底机设计

孙志林

（煤炭科学技术研究院有限公司北京分公司，北京100013）

摘

要：根据煤矿巷道底鼓现象和防治措施，设计了一种用于煤矿巷道底鼓清除的破碎装载卧底机。介绍了

破碎装载卧底机的结构组成、主要参数及技术特点，详细阐述了该设备主要部件设计要点及功能。关键词：巷道；底鼓；卧底机；防爆柴油机中图分类号：TD422.3

文献标识码：B

前言

近年来，随着我国地下煤炭资源的开采，煤炭开采深度在逐渐增加，地应力也相应增大，巷道底鼓问题日趋严重。巷道底鼓使巷道断面缩小，阻碍井下交通和人员行走，妨碍通风，甚至造成整个巷道报废，严重影响矿山的安全和生产。大量的实测资料表明，在底板不支护的深部开采中，巷道底鼓量约占巷道顶底板移近量的70%左右，巷道维护中有50%是用于排除底鼓。长期以来治理巷道底鼓是矿井巷道维护的重大问题之一[1-2]。

巷道底鼓的防治措施可分为两个方面：一是采取措施消除底鼓，即从降低巷道围岩应力，加固围岩或保持围岩强度这两个方面考虑；二是将巷道已底鼓的部分清除（卧底），采用气镐、气铲

等工具将底鼓清除[3-4]。相比于综采采掘工作面的主要生产设备基本实现机械化及自动化，与之相匹配的采掘辅助作业环节—巷道卧底、挖掘水沟、清理等，仍然依靠人工体力劳动为主，劳动强度大，效率低，严重影响巷道的掘进作业进程及其他正常生产作业。因此为了充分发挥掘进作业进程的功效，实现综掘生产的安全高效，研究一体化的破碎装载卧底设备十分迫切和必要。

1整体方案设计

本设备的设计综合了现有卧底机的特点，借鉴了掘进机、挖掘机，柴油机驱动无轨胶轮车的优点[5]，设计时本着设备运转灵活、功能多样化、操作便捷、维护方便着手。设计各关键部件时采用模块化设计，可以根据客户需求快速组装成所需机器。

Design of Explosion-proof Diesel Dinting Loader

SUN Zhi-lin

（China Coal Research Institute ,Beijing 100013,China ）

Abstract:The explosion-proof dieseldinting loader is designed according to the coal mine roadway floor heave and control measures.Structure and technical characteristics of this machine are introduced ，design and function of main parts are expatiated.

Key words:Roadway ；Floor heave ；Dinting Loader ；Explosion-proof diesel

凿岩机械气动工具（总第163期）

1.1结构组成

破碎装载卧底机主要由工作装置、动力系统、液压系统、机架、旋转部、工作臂、铲板、行走部、后支撑部件等构成，结构如图1所示。

1.2主要技术参数1.3主要技术特点

（1）动力方式由传统电动改为柴油机动力，受限范围窄，设备应用范围广。

（2）设备集卧底、装运于一体，结构紧凑、机械化程度高，操作方便。

（3）功能部件多样化，用户可根据应用场合，实际工况选择破碎、铲挖、切割功能。

（4）全液压驱动，操作简单，安全可靠。

2部件设计及功能

2.1支撑臂

支撑臂主要由主臂、主臂油缸、副臂、副臂油缸及快换装置组成。主臂通过销轴装在旋转部上，并与装在旋转部上的支撑油缸铰接，在升降油缸的作用下，可使支撑臂上下动作。在主臂油缸的作用下，液压锤可以绕主臂摆动，在副臂油缸的作用下，快换装置可绕副臂左右摆动。

2.2工作装置

工作装置分液压破碎锤、铲斗或截割滚筒部件，根据应用场合、功能，用户可根据实际进行选择。破碎锤用于去除障碍物或破碎较大的岩块。输出功率、冲击能和冲击频率是评估液压破碎锤性能的主要指标，选型时要注意破碎锤的冲击能量、冲击频率与系统的工作压力及流量相匹配。铲斗是卧底机的铲装工作装置，工作时首先借助履带行走装置提供动力使铲斗插入岩石，铲取物料，然后通过工作臂将铲斗举升至卸载高度，最后将物料卸载至转载设备中，完成物料的装载与运输工作，本设备配置的铲斗装载能力可达到54-72m3/h。截割滚筒用于巷道底板的修整，工作过程类似于铣床中的盘铣刀对工件的切割加工。截割滚筒的宽度及直径大小与水沟的成形质量有着密切联系，选型时滚筒宽度应与水沟宽度一致，直径要与水沟的深度相匹配，同时还要考虑截割功率及截割阻力的影响。

2.3运输系统

1.支撑臂

2.工作装置

3.铲板

4.机架部件

5.旋转部件

6.行走部

7.油箱

8.防爆柴油机

9.后支撑10.刮板输送机

图1整机结构

123456789

项目参数值

工作范围，mm6140×4190

运行状态尺寸，mm9590×1700×2680

柴油机额定功率，kW80±5

柴油机额定转速，r/min2000

油泵额定压力，MPa20

油泵排量，L/min255

破碎锤冲击能，J588

破碎锤冲击频率，Hz10～12

破碎锤冲击功率，kW 6.5

适应钎杆规格，mm准57

最大铲入力，kN148

铲斗装载能力，m3/h54-72

输运能力，t/h100

行走速度，m/min10～20

爬坡能力±16°

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