礦用刮板輸送機溜槽失效原因分析與處理

苗志剛

（陽煤集團機電設備管理中心，山西 陽泉 045008）

刮板輸送機具有強度高、運輸性能好的優點。然而，受煤礦復雜環境及自身設計的局限性等因素的影響，輸送機在工作過程中會受到不同程度的磨損，會對輸送機的運輸能力造成嚴重影響，進而影響礦井正常生產活動的進行。

1 刮板輸送機應用及磨損情況

陽煤集團一礦綜采工作面采用放頂煤開采技術，煤矸石含量大，且工作面長，開采時間久（平均每個工作面的回采時間為1年），刮板輸送機使用過程中磨損嚴重。由于刮板輸送機在安裝前未做耐磨處理，待工作面回采結束后，前、后輸送機均磨損嚴重，達到規定的報廢標準。為節約成本，實現節支降耗目的，該煤礦綜采車間采用QTS系列焊絲、FW系列耐磨焊條、高鉻碳硼系耐磨粉塊對溜槽進行補焊修復，修復后的刮板輸送機在整個工作面回采結束運輸到地面后，加補的耐磨層尚未完全磨損，溜槽中板磨損的平均厚度僅為2mm，耐磨處理效果較好。刮板輸送機經簡單清洗維修后仍可繼續投入使用，有效地延長了設備使用周期。

2 刮板輸送機溜槽磨損原因

礦井刮板輸送機主要由機頭、機尾、中間部及附屬設備等4部分組成，組成部分的具體構成如下表1所示。

表1 刮板輸送機主要部分的具體構件

溜槽是輸送機的重要組成部分，主要由中部槽、連接槽、調節槽等組成，其中，中部槽是溜槽的主體，它是在中板與槽幫鋼的基礎上焊接而成。依照位置角度可將溜槽劃分為上槽和下槽兩個部分。溜槽的主要作用是承載原煤及作為采煤機運行時的軌道。常見的溜槽磨損原因主要有磨料磨損、黏著磨損、腐蝕磨損、解除疲勞磨損4種。

（1）磨料磨損。刮板鏈條表面的凸起部分在運行時及矸石、煤的運輸對溜槽造成一定的磨損，這是溜槽磨料磨損的主要方式，從微觀角度分析，硬度偏高的鏈環與硬度偏低的溜槽之間的相對滑動時，兩者的實際接觸部位是凸體接觸，且鏈環與溜槽之間存在原煤、矸石等磨料，這些磨料會對溜槽形成微切剝作用，導致溜槽的磨損。

（2）黏著磨損。在刮板輸送機運行期間，設備的各個部分的接觸部分存在微凸體，各個微凸體之間有黏著連接點，在滑動及摩擦作用影響下，接點破裂產生磨屑。由于存在承載力，運行過程中，刮板鏈條與溜槽間的接觸部位應力值高，當接觸點的應力值大于其屈服極限時，接觸點就會發生塑性變形，直到形成新的應力平衡，但在滑動及摩擦作用的影響下，接觸點發生剪切破壞，繼續形成新的接觸點，往復循環產生黏著磨損。

（3）腐蝕磨損。刮板輸送機長期暴露在井下的空氣中，空氣中含有水、氧氣、二氧化碳等氣體，這些物質與溜槽的磨損面接觸，會形成一系列的化學反應，腐蝕溜槽，溜槽表面形成裂紋，裂紋在摩擦力的作用下脫落，導致溜槽磨損。

（4）接觸疲勞磨損。在刮板輸送機運行過程中，各個部位會進行一定的滾動或滑動，在溜槽與矸石、煤的接觸中，接觸點產生的應力值高，在此高應力作用下，溜槽會發生一定的磨損。

3 溜槽耐磨處理技術

3.1 主要的耐磨材料

性能優越的耐磨處理材料主要有QTS系列耐磨焊絲、FW系列耐磨焊條、高鉻碳硼系耐磨粉塊等，以上所述耐磨處理材料的主要成分如表2所示。

表2 耐磨處理材料的主要成分

3.2 耐磨處理的主要工藝流程及效果分析

3.2.1 除銹、除垢

受井下較差的環境條件影響，刮板輸送機在井下使用過程中會生銹，為降低焊接期間雜質的影響，在焊接之前，應對焊接部位進行除銹，對未使用的設備采取涂漆保護。

3.2.2 堆焊

（1）預熱。堆焊工藝對溫度有要求，因此，在進行堆焊前，為達到一定溫度，必須對溜槽的施工部位及焊接材料進行熱處理。

（2）打底。由于槽體本身硬度與耐磨材料硬度不同，如不采取打底措施，在應力作用下，槽體與耐磨層容易發生離層、脫落，所以，需對接受耐磨處理的部位采取堆焊過渡層措施。

（3）保溫。在進行打底處理時，需要對打底的部位進行保溫，保持一定焊接溫度。

（4）耐磨處理。利用“自熔合金熔融堆焊法”對鏈道的磨損部位進行耐磨處理，通過焊接材料將磨損部位補平；利用高耐磨性焊材對易出現磨損問題的溜槽中板及底板刮板處進行堆焊，保證該部位取得耐磨保護層。

（5）打磨。堆焊完成后，利用角磨機對焊接部位的余渣進行打磨，保證刮板的正常運行。

3.2.3 效果分析

經耐磨處理后的刮板輸送機再次投入使用，待工作面回采結束后，焊接的耐磨層尚未完全磨損，溜槽中板磨損的平均厚度僅為2mm，耐磨處理效果較好，延長了刮板輸送機的使用壽命。

4 結論

通過對工作面所采用的刮板輸送機磨損原因進行分析，采用QTS系列耐磨焊絲、FW系列耐磨焊條、高鉻碳硼系耐磨粉塊以及高鉻碳硼系耐磨粉塊對其進行耐磨處理，經處理后的刮板輸送機使用后，溜槽中板的磨損厚度僅為2mm，取得了較好的處理效果，延長了刮板輸送機的使用壽命。