移动破碎设备油母页岩截割与破碎设备的技术研究

移动破碎设备油母页岩截割与破碎设备的技术研究 摘 要:开采油页岩是一种新的尝试和探索,在世界很少有成功的先例。油页岩作为具有潜在优势的矿产,在开采设备的选型上确定合理的油页岩切割及破碎机设计方案,成为油页岩反采能否成功的关键。 关键词:油页岩 采煤机 破碎机 :TD42 :A :1672-3791(xx)06(a)-0101-01 龙口矿区位于环渤海湾经济圈内,地处经济发展迅速、能源相对短缺、煤炭需求量逐年增加的胶东半岛,是胶东半岛唯一的煤炭生产基地,也是目前国内唯一正在生产的海滨矿区。油页岩资源作为煤田的补充,对稳定矿井生产能力,保持矿井的可持续发展具有积极作用,对缓解环渤海湾经济圈、胶东半岛煤炭紧张的局面具有重要作用,同时油页岩回采也可解决矿井面临陆地上煤炭储量枯竭的问题。 1 设备选型的主要研究方向 油页岩的开采作为一项新的尝试和探索,在设备选型上确定合理的油页岩切割及破碎机设计方案,成为油页岩反采能否成功的关键。为此针对设备选型提出了主要研究方向。 (1)在以往油页岩面回采过程中,由于油2致密坚硬出现采煤机振动厉害、截齿磨损严重等情况,我们准备对对采煤机的滚筒及截齿进行改造,使其能够满足回采油页岩要求(油页岩硬度f7)。 (2)煤2、煤4层开采后,煤1及油页岩上部均位于整体移动带中,岩体呈整体、连续性弯曲,其岩层内部结构遭到破坏程度不明显。但由于煤1、油2位于煤2层冒裂带的顶界,产生的裂隙密集程度不够或连贯性较差,可能产生新的裂隙,从而回采油2时易出现大块,对运输和生产均会造成一定影响,因此工作面回采时在运输巷安设破碎机。 (3)由于工作面内煤2和煤4已回采,油页岩的回采属于反采,通过对首采面1301面反采试验,进一步探索油页岩反采的矿压显现规律及回采工艺等,为今后的反采优化工艺提供基础,以满足生产的需要。 2 选型设计方案 针对以往北皂开采油页岩存在的诸多问题,在该套设备上选定原北H2103面配套设备,但由于油页岩的韧性大、不易破碎特点,在采煤机滚筒选型及机破碎机设计上需进行特殊解决有以下几点。 2.1 采煤机滚筒选用与设计 第一,针对油页岩不易破碎的特点,为了提高滚筒切割能力,在滚筒设计与与生产上采取的措施:(1)合理设置端盘上齿座及截齿的密度。(2)调整优化端盘上齿座的空间角度。(3)由于油页岩不易破碎,在切割时必然容易产生整个机身的震动,为了减少震动,采取四个叶片,每条截线上布置2把截齿的方案。 第二,由于油页岩的腐蚀性比没大很多,在提高滚筒抗磨性上采取:(1)为了减少油页岩在滚筒叶片表面停留的时间以减少滚筒的磨损,采用加大叶片升角,并利用双升角很好地实现了这一目的。(2)在滚筒的端盘及叶片尾部等易磨损部位,大量采用凯南麦特耐磨板等加以保护。 第三,技术参数的确定:滚筒技术要求必须适应开采北皂矿1301面油母页岩的需要,且在端盘、叶片、齿套等容易磨损部位增加耐磨材料,进行耐磨处理;加强护板的焊接,滚筒焊接要进一步加强。 (1)滚筒技术参数:受液压支架推移千斤顶行程影响,仍选用规格为800mm800mm的滚筒。(2)叶片角度、齿座的布置要根据油母页岩的需要特殊设计,滚筒选用K200SL齿座,U92HDLR截齿。(3)截齿总数量由原42个增加到51个,叶片数量由原3片增加到4片。(4)为加强截齿联接强度,建议在截齿尾部增加螺纹孔;在端盘上要适当增加耐磨条数量,且保证了正常喷雾。 2.2 破碎机的加工与制作 通过对破碎机滚筒尺寸的测量,在安装齿套、截齿后,截齿下沿与刮板的距离为:50mm60mm,考虑到该面属于首次油页岩开采工作面,产生的大块比较多,现有破碎机滚筒截齿与机的刮板的间距较小,实际生产过程中容易发生大块在破碎机前堵塞的现象,因此XP-75型破碎机滚筒不适应油页岩回采的要求,为确保工作面的正常生产,重新加工制作了一套破碎机滚筒,具体加工制作如下:(1)在安装完齿套、截齿后,截齿头部与机刮板上沿的间距由原70mm改为280mm,确保油页岩大块不致堵塞破碎机,并保证齿座的固定强度。(2)因油页岩大块较多,故将滚筒齿数由原来21个截齿改为14个。(3)破碎机滚筒直径根据以往经验,最初选用350mm;但在试验过程发现易造成大块堵塞现象,根据现场情况首次将尺寸改为220mm;但油页岩的情况与煤块不同,直径过小当大块油页岩平过破碎机时,起不到破碎作用,最终选定合理尺寸为300mm。(4)考虑经济效益,破碎机机架用原机中部槽改造而成。 3 设备投入使用需要验证的几个问题 开采油母页岩是一种新的尝试和探索,在世界成功的先例都很少。理论上的设计未必能满足实际开采的需要,如下两点问题还需实践验证:(1)MGTY250/600-1.1D型电牵引采煤机截割油母页岩时,冲击力是否能对采煤机整机产生震动,从而影响正常使用。(2)油母页岩的破碎难度大,在破碎油页岩时,能否对机的底板、刮板链及挡板造成损坏。 4 北皂1301油页岩开采实际情况 世界上长壁采煤机滚筒割油页岩很少有成功的先例。北皂1301油页岩开采历时6个月,使用效果很好。 (1)MGTY250/600-1.1D型电牵引采煤机截割油母页岩时,冲击力对采煤机整机产生一定震动,但不影响正常使用,新设计的滚筒切割油页岩破碎效果不错,因油页岩韧性较大,截齿的耐磨性还需进一步提高,以延长其使用寿命。 (2)破碎机在使用过程先后经过试验,最终选定滚筒直径为300mm,破碎效果最佳,同时在使用中采取液力联轴节替代原干式联轴节,解决了油页岩破碎过程因减速机受力较大出现的一轴断裂现象。 5 推广应用前景 开采油母页岩是一种新的尝试和探索,在世界很少有成功的先例。油页岩作为具有潜在优势的矿产,受技术、交通条件或市场因素等限制,尚没有开发利用或大规模开发利用。目前,地下资源的日渐匮乏,而油页岩开发与利用可以大大缓解资源严重缺乏的现状。