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
　　中图分类号:TD42 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)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f＝7)。
　　(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转载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φ800mm×800mm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:50mm～60mm,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转载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,截齿头部与转载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φ350mm;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φ220mm;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φ300mm。(4)考虑经济效益,破碎机机架用原转载机中部槽改造而成。
　　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,能否对转载机的底板、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φ300mm,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。同时,随着中国经济的高速发展,进口石油量比例逐渐增加。近两年来,国际石油市场价格大幅度攀升,油页岩炼油再次成为替代石油的首选。油页岩制油技术因方法相对简单、投资较少,市场前景较为广阔。因此油页岩开采具有良好的经济效益以及很好的环境社会效益。