導(dǎo)語

井工煤礦綜采工作面采煤機截齒是易耗品，特別是面對硬度較高的結(jié)核或夾矸層時，消耗量加大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增高。本期能源科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)平臺推薦的《無火花合金護基自旋截齒的研制》，介紹了一款適用于硬巖的采煤機截齒，通過優(yōu)化設(shè)計，截齒體合金附近熔覆無火花耐磨層，設(shè)計有自旋斜槽。經(jīng)實際應(yīng)用表明，效果良好。

一、項目背景

某礦十三層煤約為1600mm高，煤中存在有300～400mm不規(guī)則的夾矸，其中夾矸含有硬度較高的硫化亞鐵結(jié)核硬度極高。建井以來一直采用炮采產(chǎn)量不高，安全性無保障。隨著機械化程度的提高，為推行綜合機械化作業(yè)，決定使用大功率采煤機。經(jīng)多次對滾筒改進，大功率采煤機基本上運行較好。但由于高硬度硫化結(jié)核的存在，截齒質(zhì)量嚴(yán)重制約著正常的采煤，不到一百米長的工作面，每采進一刀，要損壞截齒50把，截齒損壞率達到50%，按每把245元計，截齒成本為1.2萬元左右。后采用幾家進口截齒試驗，只有一家基本滿足要求，但價格昂貴，每把860元左右，每進一刀要消耗截齒12把左右，成本近萬元，雖然省去了換截齒的時間，但成本還是較高。

針對上述情況，某機械有限公司組織技術(shù)人員，結(jié)合該公司原生產(chǎn)熔覆截齒及耐磨修復(fù)的經(jīng)驗，與相關(guān)院校合作，研究出“無火花合金護基自旋截齒”產(chǎn)品，很好的解決了截齒質(zhì)量難題。

二、研究內(nèi)容

1.原因分析

通過對國外截齒合金、截齒基體的熱處理組織、釬焊工藝進行認(rèn)真的分析和研究，并對井下截齒的使用條件進行分析和研究，分析出原有截齒主要損壞的原因：

一是合金硬度高、脆，碰到硬度較高的結(jié)構(gòu)后粉碎；二是基體磨損嚴(yán)重，合金不能充分發(fā)揮作用；三是結(jié)構(gòu)受力不合理。

2.技術(shù)改進方案

(1)在合金外形結(jié)構(gòu)上，采用某機械有限公司的合金護基截齒專利，采用等同于進口截齒合金原成分的原料制作合金；

(2)改進釬焊工藝，采用國內(nèi)先進的熱處理工藝。

3.技術(shù)特點

(1)硬質(zhì)合金采用專利合金配方，采用國內(nèi)知名合金廠家獨特工藝生產(chǎn)；

(2)合金結(jié)構(gòu)采用專利技術(shù)臺階式合金或錐臺式合金；

(3)合金護基附近熔覆無火花耐磨層，即采用等離子熔覆截齒堆焊專用設(shè)備將無火花耐磨粉末熔覆到基體上；

(4)對磨損處的受力情況進行計算分析并優(yōu)化了設(shè)計，使受力和耐磨得到最大合理化；

(5)基體設(shè)計有自旋斜槽，在工作中截齒能自行旋轉(zhuǎn)使截齒磨損均勻；

(6)在熱處理上，硬度、組織接近國外截齒水平。

三、應(yīng)用效果

為檢驗產(chǎn)品效果，在某煤礦采煤工作面將該產(chǎn)品與原使用的進口截齒進行了10天的工業(yè)性對比試驗。該工作面是復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，煤層厚度0.37(0.3)0.7(0.01)0.07 m，中夾1-2層夾石，中間一層穩(wěn)定，厚0.30 m左右，巖性為較堅硬的炭質(zhì)石英砂巖(f7～f9左右)，其余為層狀硫鐵礦夾石(f8～f11左右)，不穩(wěn)定，工作面含夾石煤厚1.4～1.7m，平均1.45米。純煤厚度1.1～1.4 m，平均1.2 m。工作面東西走向長654～730米，平均692米，南北傾斜寬252米，傾斜面積147356m2。圖一為試驗前無火花合金護基自旋截齒，圖二為試驗前某進口截齒。

經(jīng)過對比試驗，“無火花合金護基自旋截齒”可沿截齒軸向方向以反作用力自行轉(zhuǎn)動，減少了截齒本體的單面磨損，延長了使用壽命。圖三為試驗后無火花合金護基自旋截齒，圖四為試驗后某進口截齒。

圖三 圖四

四、推廣應(yīng)用

由于采用了新工藝，“無火花合金護基自旋截齒”在性能上完全達到了進口截齒水平，同時價格大幅降低，大大降低了開采成本，減少了更換截齒的工作量，從而大幅度提升了開采效率及經(jīng)濟效益。該產(chǎn)品具有極好的推廣應(yīng)用前景。

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