同煤集團(tuán)智能鏈臂鋸切頂機(jī)問世 顛覆傳統(tǒng)工藝

　　在同煤集團(tuán)塔山煤礦小煤柱開采工作面，同煤集團(tuán)首創(chuàng)的KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)以機(jī)械切縫方式施工切頂，替代了傳統(tǒng)爆破預(yù)裂切縫方式，實(shí)現(xiàn)頂板沿切縫完全垮落。

　　近年來，同煤集團(tuán)大力實(shí)施"科技興企"戰(zhàn)略，圍繞煤炭開采新技術(shù)、新裝備、新工藝，深入開展科研攻關(guān)，在全行業(yè)首創(chuàng)新型鏈臂鋸切頂留巷技術(shù)，推動(dòng)無煤柱開采工藝升級(jí)。

　　同煤集團(tuán)千萬噸級(jí)礦井大都采用16~20米特厚煤層綜放開采技術(shù)，一次采全高后采空區(qū)冒落空間大，要想實(shí)現(xiàn)小煤柱甚至是無煤柱開采就必須進(jìn)行人工強(qiáng)制切頂，讓工作面上覆巖層垮落將采空區(qū)填充，形成回采巷道，從而減少沿空側(cè)側(cè)向懸頂給巷內(nèi)支護(hù)作用力，降低沿空巷道頂板壓力，保證小煤柱甚至是無煤柱的安全實(shí)施。

　　過去切頂采用定向聚能爆破，但爆破預(yù)裂頂板，不能保證裂縫完全貫通、頂板完全垮落。

　　精準(zhǔn)切頂，勢(shì)在必行。同煤集團(tuán)副總工程師宋銀林率先提出設(shè)計(jì)生產(chǎn)井下專用鏈臂鋸切頂機(jī)，用機(jī)械鏈臂代替爆破，實(shí)現(xiàn)裂縫貫通完全垮落。

　　從操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、材料的選擇、如何克服同煤地區(qū)堅(jiān)硬頂板等都是難啃的骨頭。柱塞變量泵、鏈臂擺動(dòng)減速器、鏈條旋轉(zhuǎn)馬達(dá)等，數(shù)百種國(guó)內(nèi)外的設(shè)備選擇配合，每一小步都在探究中進(jìn)行。經(jīng)過一年多設(shè)計(jì)研究，共計(jì)38項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新改革，同煤集團(tuán)主導(dǎo)研發(fā)的KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)逐漸成熟。

　　2018年6月，KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)終于揭開了它神秘的面紗。該設(shè)備適用于3~3.5米的中厚煤層無煤柱、小煤柱開采工作面切頂卸壓，機(jī)身配有履帶，可實(shí)現(xiàn)在井下自由行動(dòng)。設(shè)備采用低速刨削，刀具可以干切，通過油脂進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻，不易產(chǎn)生火花，即使在高瓦斯礦井下，也可安全使用。

　　同煤集團(tuán)還自主研發(fā)礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)遙控操作系統(tǒng)，雖然保留了操作手柄，但已不像傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)設(shè)有操作室。操作人員在50米的范圍內(nèi)就能根據(jù)巖石軟硬程度對(duì)設(shè)備進(jìn)行分檔調(diào)速，保證了安全高效。

　　為達(dá)到無煤柱開采切頂卸壓7米以上的切深，KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)創(chuàng)新使用了瑞典進(jìn)口耐磨鋼板作為鏈臂基礎(chǔ)，并在內(nèi)部加入了導(dǎo)向輪。由于切割的主要是堅(jiān)硬頂板，設(shè)計(jì)師還專門為其裝上了煤礦鉆錨桿孔用的聚晶金剛石圓形刀片，保證刀片使用壽命不小于 1000 小時(shí)。

　　鏈臂鋸工作最怕的就是切割過程中夾鋸，所以機(jī)器設(shè)備在工作時(shí)必須保證處于穩(wěn)定水平狀態(tài)，支撐油缸"鎖死"。

　　"選擇閥芯最為困難，要適合井下復(fù)雜的工作環(huán)境和艱巨的生產(chǎn)任務(wù)，最終通過比較分析，我們選定了德國(guó)力士樂牌閥芯，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)負(fù)載條件下6小時(shí)內(nèi)泄漏在允許范圍內(nèi)，以此為基礎(chǔ)，我們還配套自主研發(fā)了電液控自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，采用為'定點(diǎn)圓弧切割法'，將調(diào)平精度保證達(dá)0.003°，讓設(shè)備始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。"參與設(shè)計(jì)制造的同煤集團(tuán)綜采裝備安裝分公司總工程師王自衛(wèi)說。

　　2019年7月，KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)正式在井下試驗(yàn)，累計(jì)切割36刀，切割長(zhǎng)度160米，面積623平方米，最大切縫深度達(dá)到6.6米，寬度42毫米，試驗(yàn)運(yùn)行取得一次成功。開創(chuàng)了機(jī)械裝備井下快速切頂、開槽卸壓的先河，推動(dòng)了無煤柱工作面切頂工藝由"人工爆破切頂"向"機(jī)械精準(zhǔn)切頂"轉(zhuǎn)變，巷道切頂工藝實(shí)現(xiàn)了革命性變革。

　　據(jù)了解，KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)只是同煤集團(tuán)在無煤柱開采技術(shù)上創(chuàng)新的一個(gè)小單元。

　　同煤集團(tuán)還研發(fā)"煤礦大空間采場(chǎng)堅(jiān)硬巖層控制理論與關(guān)鍵技術(shù)"，通過KLJ7型礦用智能鏈臂鋸切頂機(jī)、井下深孔承壓爆破技術(shù)、射孔定向造縫切頂卸壓成套技術(shù)與裝備的配合，對(duì)近場(chǎng)巖層準(zhǔn)確控制垮落，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近場(chǎng)巖層協(xié)同控制。

　　為掌握各層位結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的礦壓規(guī)律，同煤集團(tuán)還攻關(guān)"大空間巖層運(yùn)動(dòng)原位監(jiān)測(cè)成套技術(shù)與裝備"，探明大空間覆巖"懸臂梁+砌體梁+高位結(jié)構(gòu)"的復(fù)雜破斷結(jié)構(gòu)特征，掌握各層位結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的礦壓規(guī)律，提出大空間采場(chǎng)堅(jiān)硬巖層控制理論，建立大空間采場(chǎng)覆巖破斷結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，闡明遠(yuǎn)、近場(chǎng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的礦壓作用機(jī)制，為小煤柱以及無煤柱的安全高效實(shí)施奠定理論基礎(chǔ)。（記者 洪浪 通訊員 吳玲）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)礦業(yè)報(bào)

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