俯采工作面刮板輸送機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)研究

傅瑞華 鄭金城

摘要：本文旨在通過對煤礦井下俯采工作面刮板輸送機(jī)存在問題的分析研究，利用理論分析和實(shí)際配套設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，探索出俯采工作面刮板輸送機(jī)配套結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的思路和方案，有效提高刮板輸送機(jī)的可靠性，減少設(shè)備故障率。

關(guān)鍵詞：俯采工作面；刮板輸送機(jī)；配套關(guān)系；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

0前言

隨著國內(nèi)采煤工藝的發(fā)展，機(jī)械化采煤的應(yīng)用使煤炭開采的速度越來越高，一些老局老礦隨著條件較好的工作面得到快速的開采，目前，國內(nèi)多數(shù)的煤礦井工工作面開采均帶有一定傾角，甚至有些礦傾角可達(dá)到40°，其中很多煤礦工作面走向俯采角度為6～25°之間。俯采工作面由于俯角較大，對回采過程中工藝組織、設(shè)備維護(hù)要求較高，同時(shí)面臨著回采難度和安全威脅都較大的問題，因此，提高工作面設(shè)備的可靠性是俯采工作面順利開采的關(guān)鍵因素之一。

刮板輸送機(jī)作為綜采工作面的必備運(yùn)輸設(shè)備，在俯采角度較大時(shí)，容易出現(xiàn)齒軌損壞、齒軌座損壞、齒軌銷脫落等問題，還有可能在向前推進(jìn)割煤拉架、推溜過程中，槽體處于滿負(fù)荷運(yùn)煤狀態(tài)，造成大量余煤被擠在槽體下面，造成推移和運(yùn)輸困難。

基于刮板輸送機(jī)在俯采工作面中的實(shí)際工作情況，對存在的問題進(jìn)行原因分析，并根據(jù)分析結(jié)果，提出解決措施和方法。

1刮板輸送機(jī)現(xiàn)存在問題原因的分析研究

對于刮板輸送機(jī)先存在的牽引部位可靠性和推移運(yùn)輸困難等問題，主要從以下兩個(gè)方面展開闡述。

（1）配套關(guān)系對現(xiàn)存問題的影響分析研究

現(xiàn)以我公司在某煤礦上的SGZ830/1050型號刮板輸送機(jī)的配套為例進(jìn)行分析研究，已知采煤機(jī)截深為800mm，配套后工作面中部段臥底量為400mm。

常規(guī)情況下，工作面在安裝初期為了便于安裝，大部分處于水平狀態(tài)，為了能夠盡快按照俯采角度進(jìn)行割煤，很多煤礦采用大臥底量割煤，在采機(jī)割三個(gè)截深（約2400mm）時(shí)，中部槽和采煤機(jī)在重力作用下會沿著鉸接點(diǎn)（推移耳）向前方傾斜（如圖1所示），而支架在此狀態(tài)時(shí)仍處于水平狀態(tài)，在溜槽后側(cè)的浮煤作用下，有了沿著鉸接點(diǎn)（推移耳）向上運(yùn)動的趨勢，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)相對于煤層的反掰角度更大，隨著角度的變大（如圖2所示），重力沿著槽寬方向的分力F1越來越大，從而加劇了齒軌座、齒軌等零部件的受力。

（2）刮板輸送機(jī)中部槽結(jié)構(gòu)分析

如圖3所示，常規(guī)中部槽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，推移耳采用斜長孔設(shè)計(jì)，在刮板輸送機(jī)推移時(shí)，支架的推移點(diǎn)會沿著長孔滑移到長孔頂端后再向前推移刮板輸送機(jī)，在理論上刮板輸送機(jī)就有 “扎底”功能，從而加劇了俯采角度。

2 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

通過上述分析研究，為了解決“反掰”角度以達(dá)到真正意義上的俯采狀態(tài)（支架底座地面與輸送機(jī)底板均沿著俯采角度推進(jìn)），除了采煤工藝（調(diào)整截深和推移進(jìn)度）、增加采機(jī)零部件強(qiáng)度和機(jī)構(gòu)優(yōu)化外，刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)也可以進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)以輔助改善俯采工作面設(shè)備的可靠性。

（1）中部槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

常規(guī)水平走向的工作面中，刮板輸送機(jī)需要中部槽的“扎底”功能，以防止刮板輸送機(jī)的飄溜現(xiàn)象發(fā)生，而對于俯采工作面而言，中部槽的工作狀態(tài)就是向下扎底狀態(tài)，所以在俯采工作面中，中部槽不需要 “扎底”功能，可采用減少中部槽的鏟角厚度和液壓支架與中部槽聯(lián)接的銷軸由圓銷更改為扁銷兩種方法，有效減緩中部槽在推移過程中的扎底趨勢。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如下圖4所示。

（2）齒軌、齒軌座結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

俯采工作面時(shí)，由于重力（G）的分力（F1）隨著設(shè)備的俯采角度增大而增大，導(dǎo)致齒軌、齒軌座受力加劇，可以選用151節(jié)距、176節(jié)距大規(guī)格的齒軌，增大齒軌和齒軌座的強(qiáng)度。如果齒軌由于槽寬限制，只能選用126節(jié)距齒軌，更改進(jìn)加工工藝，采用整鍛齒軌座，同時(shí)加厚相應(yīng)的薄弱部位。

（3）齒軌銷結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

因?yàn)橹亓Γ℅）的分力（F1）隨著設(shè)備的俯采角度增大而增大，齒軌銷向溜槽中心運(yùn)動的趨勢也相對越大，為了克服這種力，需要增大齒軌銷的定位面以及定位強(qiáng)度。

3結(jié)論

本文通過對分析刮板輸送機(jī)在俯采工作面中存在的問題，并對問題的原因進(jìn)行分析研究，并基于這些問題，提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)方案，從而提高刮板輸送機(jī)的可靠性。得出結(jié)論如下：

（1）對于俯采工作面，可采用減少中部槽的鏟角厚度和液壓支架與中部槽聯(lián)接的銷軸由圓銷更改為扁銷兩種方法，減緩中部槽在推移過程中的扎底趨勢；

（2）對于俯采工作面，刮板輸送機(jī)的齒軌、齒軌座建議選用大規(guī)格提高強(qiáng)度，若無法選用大規(guī)格零件，建議采用整體鍛造齒軌座；同時(shí)，齒軌銷也要增大定位面以及定位強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉昆民.大俯采大傾角地質(zhì)條件下采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì).煤礦機(jī)械，2014（11）：199-201.

[2]周玉華.綜采工作面大傾角俯采的生產(chǎn)實(shí)踐.煤礦開采，2005（1）：31.

作者簡介：

傅瑞華（1983-），男，漢族，寧夏同心人，學(xué)士，寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司刮板機(jī)研究所工作，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。