薄煤層刮板輸送機設計方案研究

摘 要：薄煤層的開采難度較大，對刮板運輸機的技術要求較高。基于此，本文通過分析研究對薄煤層刮板輸送機的工作環境與存在問題，提出了實現采煤工作高效的高產的設計方案。

關鍵詞：刮板輸送機；設計方案；高強度；可靠性

中圖分類號：F40 文獻標識碼：A

1 薄煤層刮板輸送機工作環境及發展狀況

1.1 工作環境

（1）薄煤層工作面空間小，機械化困難，對薄煤層機組要求條件高，不但機組外形要合適，而且要求功率大、性能可靠、結構簡單、對頂底板的適應能力強、機械故障率低。（2）煤層傾角變化范圍在3°～28°，變化較大。（3）工作面配套支架與采煤機重量大、強度高，并且其頂底板結構不穩定。

1.2 發展趨勢

20世紀80年代末期以來，礦用工作面刮板輸送機發生了很大的變化。其主要特征是：大功率、大運最、長距離、高可靠性、整體鑄焊（軋焊）溜槽、重型大規格鏈條、機電一體化裝置和自動監測監控技術等。發展到目前，國內輸送機最大裝機功率已達到4500kW（3×1500 kW）。單機的額定功率已達到1500kW，供電電壓為3300V。最大輸送能力已達到4500t/h。相應溜槽的內寬為1400mm，最大鏈條速度為1.7m/s。轉載機溜槽內寬最大1600mm，鏈條速度最高為2.1m/s。工作面刮板輸送機長度普遍為250～300m，最長達450m。但根據我國國情和綜合經濟指標，以250n左右為最佳。可靠性一般用刮板輸送機過煤量指標衡量。采用機電一體化的先進裝置和自動監測監控系統，包括可控軟啟動裝置、過載保護裝置、可伸縮機尾及液壓緊鏈裝置、減速器、電機工況監測監控系統及整機工況監測監控系統，從而不但極大地促進煤炭生產的高產高效，同時也確保了生產的安全性和可靠性。

2 目前存在的問題

（1）現有刮板輸送機配置的電動機隨著采煤工藝的不斷改進，工作面布置長度的增加，原有功率已不能滿足需求。

（2）中部槽斷面設計強度、鏈條的聯接強度隨著工作面采煤機的功率、刮板輸送機電動機功率的增大，已不能滿足原有的需求。

（3）設備運行時，由于鏈條聯接環數量較多，直徑較小，降低了設備整機可靠性。

（4）由于中部槽的槽幫鋼造型工藝不易掌握，導致中部槽搭接互換性差。

3 總體設計特點

（1）中部槽為鑄造槽幫∑型鎧裝式，槽間聯接為高強度可活動式啞鈴銷連接，牽引鏈條為礦用高強度圓環鏈。具有可彎曲性能，適應井下地形起伏鋪設彎曲狀態下運行。

（2）綜采和普采工作面刮板輸送機，是與液壓支架（或單體液壓支柱）、采煤機（或刨煤機）配套作業的運輸設備。中部槽一側有鏟煤板，便于鏟裝煤炭；另一側有擋煤板、電纜槽、牽引導軌及推移耳座等配套裝置，支承和導向采煤機和作為液壓支架拉移的支點，滿足工作面配套作業，按步距推進、流動循環性生產的要求。

（3）電機采用礦用輸送機專用的隔爆三相交流鼠籠式電機，啟動力矩為額定力矩的2.3～3.0倍，適應工作面刮板輸送機頻繁滿載啟動的要求。

（4）工作面刮板輸送機的用量大、型式多、發展迅速、更新換代快，是刮板輸送機的典型機型，可替代通用刮板輸送機在地面場所使用。

（5）工作面刮板輸送機的技術參數范圍大。單機額定功率范圍為7.5～1500kW，輸送量為30～4500t/h，設計長度范圍為50～450m。

4 設計方案

4.1 總體設計方案

（1）驅動方式：為滿足單一工作面與左右工作面安裝的不同需要，驅動系統的布置方式靈活，驅動方式采用雙電機雙減速器。電動機型號選用啟動性較好的DSB型防爆電動機，供應電壓660V/1140V，為適應長運距和傾斜煤層工作面的需求，根據運距和鏈條規格，電動機功率一般選用2×75（132）kW。

（2）運量與運距：運量≥250噸/h，運輸長度 L ≥200m。

（3）過煤量：過煤量100萬噸以上，傳動鏈輪60萬噸以上，中部、機頭、機尾在100萬噸以上。

（4）總體尺寸：機頭高度應在500mm以下，機尾應在400mm以下，擋板高度為500mm，中部槽（1500長×630寬×（200）180高）mm。

（5）鏈條布置方式：采用中雙鏈型式，可以保證鏈條受力均勻， 強度高。并且較少的聯接環數量，保證了系統運行的可靠性。

4.2 主要零部件設計方案

（1）傳動鏈組件

鏈輪組件是傳遞減速器輸出的運動和動力，使刮板鏈條進行無端封閉循環運動的構件，由鏈輪、滾筒、鏈輪軸、（盲軸）、軸承及密封、潤滑系統等件組成。根據刮板鏈條型式不同，有中單鏈型、中雙鏈型、準邊雙鏈型和邊雙鏈型四種型式。

（2）鏈條

采用規格φ22×86或φ26×92（扁平鏈）C級高強度鏈條，為減少接鏈環數量，長度一般選擇在30m/根，實際還應根據工作面的情況而修改。

（3）機頭和機尾

機頭由驅動裝置、頭架、鏈輪組件和底座組成。有驅動、卸載、連接機頭底座處設置推移裝置（如機頭處液壓支架）、的功能。機尾是使刮板鏈條返回運行組件的總成，有普通機尾和輔助驅動機尾兩種型式。輔助驅動機尾有普通驅動機尾式、轉接式和可伸縮式三種形式。為便于推溜工作，保證過煤量在100萬噸以上，機頭、機尾中心高均在450mm以下，與中部槽的聯接拉力在2000kN以上。

（4）中部槽

它是刮板輸送機機身主體，由鑄造∑型左右槽幫、中板、封底板和齒軌（銷排）座等組焊成的鎧裝式中部槽，有支承貨載和刮板鏈條導向的功能。工作面刮板輸送機的溜槽還有承受液壓支架的推拉載荷作用、支承和導向采煤機的功能。

（5）檔鏟煤板

鏟煤板在工作面刮板輸送機煤壁側面，為鏟裝煤炭用的直接與鏟板槽幫鑄為一體。為實現中部槽與擋鏟煤板間無螺栓聯接和簡化中部槽的結構設計，采用整體鑄造擋煤板槽幫和鏟煤板槽幫，為滿足配套的需要，槽幫兩端聯接強度、推溜力應在400kN以上。

結語

薄煤層刮板輸送機未來發展方向是“大功率，高強度，零故障”，因此在設計時，要認真分析工作面具體條件和使用中的問題，仔細總結和研究薄煤層刮板輸送機運行條件和存在的問題，這樣才能為實現采煤工作的高產高效提供保障。

參考文獻

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