影响掘进机性能的主要因素分析

摘要：掘进机的发展对于煤矿开采工作具有非常重要的意义，所以我们一定要对掘进机的性能以及生产效率给予更多的关注。因此，本文笔者结合我国掘进机的性能的实际情况并根据个人多年来相关行业工作经验，对影响掘进机性能的主要因素进行分析，希望可以起到抛砖引玉的作用，并且推动我国掘进机行业的不断向前发展。

关键词：掘进机性能主要因素

中图分类号：TV554文献标识码： A 文章编号：

前言：自从英国开发了世界上第一台掘进机开始，煤炭开发行业中已经广泛的应用了掘进机，在提高了生产效率的同时也提高了安全性。但是随着能源缺口的逐渐增大的同时，煤炭开发行业的机械化进程也在逐渐加速，煤炭回采率也在不断的提升，挖掘机也成为了决定煤炭开采效率的决定性因素。因此，我们对于掘进机的性能也是越来越重视，通过大量的研究，我们进行了综合评价，发现了主要几个影响掘进机的性能的因素如下，仅供参考。

1.主要几种影响掘进机性能的因素

设计、加工与制造：

1.1 由于对于掘进机的工作效率以及工作安全性来说操作的稳定性是其中最重要的一个方面，所以研究人员通过大量的分析、论证发现了操作稳定性对掘进机的重要意义，同时还通过大量的对比分析，发现了纵轴性掘进机自身重量的不足们为了实现相同的效果，至少需要增加约五分之一的重量，才可以避免，纵轴型掘进机在作业时可能产生的履带打滑、后翻、以及侧翻等现象。而通过增加掘进机的重量不仅会增加它的稳定性还会增加大量的成本，还会犹豫施工环境的影响，造成下陷等现象。因此，国外的科学家通过相关的论证，证明了掘进机与自身重量的关系，与此同时分析出了掘进机自身重量对于力学方程以及机器性能稳定性的影响。而通过相关统计，有25%停机都是因为机器的稳定性不达标造成的，而20%左右的停机都是由于电机的崩溃原因造成的，所以我们必须通过提升掘进机的稳定性来减少掘进机的故障发生率并且增强其工作效率以及机械性能。

1.2 由于装载机结构的影响。掘进机的主要工作部分便是装载机，其主要作用便是将由于结构被破坏而掉落的煤岩收集，转载到输送机上。所以装在机构的参数决定了局紧急装载能力的大小，也决定了整体的生产能力。因此我们通过完善和改进局紧急的结构形式，也可以达到提高掘进机整机性能的目的。改进的同时需要将输送机链速与星轮转速相匹配，保证他们的协调一致，若星轮转速小于了输送机的链速，则可能导致煤岩输送效率以及机械效率的下降，而星轮转速若大于链速可能导致煤岩堆积，不能及时输送走的现象。

1.3 截齿以及截割头的综合因素。由于掘进机的最关键的部位有截齿，所以截齿得到制造工艺以及材料对于掘进机的整体性能有着非常大的影响。伴随着掘进机应用范围的扩大，我们对于使用中的掘进机的截齿的疲劳强度以及硬度有了更多的要求。由于我国冶金工艺的限制，大多数采用的掘进机截齿多为脆性大的硬质合金。因为绝大多数情况下我们都是在负载型的岩层条件下应用掘进机，因为必须要有良好的耐冲击性、硬度以及抗磨性才可以满足和满足掘进机在截割岩石时的稳定的工作状态。因此，我们必须对掘进机的截割头的排列形式以及劫持的形状还有材质提出更高的要求。因此由于影响到整机工作效率以及平稳性更多一些的事截割头的排雷方式，所以我们通常采用耐冲击性良好且具有自锐性的镐形截齿。相关的调查分析也证明了通过一定的优化设计，我们可以达到在保证掘进机工作效率的同时将截割头荷载波动降到一个非常小的范围内。

1.4 掘进机的功率。我国目前使用的掘进机功率普遍较小，一般不超过160KW。而发达国家的掘进机功率普遍在200～300KW，最高接近500KW。功率偏小，不利于截割更坚硬的岩石和提高作业效率，因此我国需要加强大功率掘进机的开发。为了较好地发挥掘进机的性能，必须留有一定的储备功率。从目前掘进机发展趋势来看，大功率的掘进机，如S220、AM75等机型必然成为矿山的主力机型。

1.5 其他因素。影响掘进机性能的因素还包括掘进机的控制系统、液压系统、供水系统、行走系统等的可靠程度。工程实践证明，这些系统性能稳定，安全可靠，为掘进机的长期无故障运行提供了重要保障。

2．环境因素

2.1 岩层倾角。通过试验研究了岩层倾角对切削速率的影响，发现一定的岩层倾角有益于截齿的切削活动。对于某掘进机，当不存在岩层倾角时，切削速率为8m³/h，存在岩层倾角时，切削速率为10m³/h。

2.2 隧道倾角。带有一定倾角的隧道，能够较好地利用煤炭自身的重力作用，被截割后易于装载。同时可以避免煤炭在截割头和工作面上循环滞留，从而增强了掘进机的工作效率和可靠性。根据国外科学家的相关研究成果可知，对于某掘进机，当隧道倾角为0°时，切削速率为：8m³/h，隧道倾角为9°时，切削速率为25m³/h。

2.3 岩体强度。岩体强度的大小对掘进机的工作效率有明显的影响。岩体强度较大，截割单位体积的岩石所需要的能量就会增加，掘进机的工作效率也会降低。相关统计资料说明，当岩体强度为21MPa时，截割单位体积的岩石所需要的能量为11.2MJ/m³，掘进机的工作效率为25m³/h。当岩层强度为45MPa时，截割单位体积的岩石所需要的能量为16.3MJ/m³，掘进机的工作效率为20m³/h。

2.4 岩层注水。湿岩层与干岩层对掘进机工作性能有较大的影响。通过对比分析，每分钟注入11升水的岩层与干岩层相比，在岩体强度均相等的情况下，前者掘进机的工作效率为50m³/h；后者为25m³/h。由此可见，岩层水分对掘进机的效率确实具有较大的影响作用，但其机理研究尚处于空白阶段。除以上因素外，影响掘进机性能的地质环境因素还有许多，作用机理相当复杂，还有待进一步研究。

结束语：

综上所述，我们发现了影响掘进机主要性能的几种因素，因此，我们必须通过仔细的分析来检出影响掘进机的真实因素，不能胡乱推测，因为每种影响因素的解决方式都是不同的。我们需要通过不同的改善以及提升办法来改进掘进机的工作效率以及工作状态，只有对症下药，才可以从根本上改进掘进机效率低下的毛病，才可以推动我国采矿行业开采效率的提升，继而保证我国经济的可持续发展。

参考文献：

[1] 丛文琦.浅析大型掘进机结构对于其开采效率的影响[J].煤炭科学技术,2010,5.

[2] 张文学,浅析星轮装载结构对于裁决效率的影响[J].煤矿机械,2011,10.

作者简介：杨清立，1980年生，毕业于佳木斯大学，现就职于佳木斯煤矿机械有限公司，从事掘进机设计研发工作。