薄煤層刮板輸送機改進及應用研究

袁慶永

（陽煤集團二礦調度室， 山西 陽泉 045000）

引言

我國煤炭資源極其豐富，分布范圍廣泛，其中，薄煤層在我國煤炭資源中占據重要地位。據統計，我國薄煤層可采儲量約占煤炭總可采儲量的19%，且我國84.2%的煤礦區均分布有儲量豐富的薄煤層。其中，部分礦區薄煤層儲量占據更大的比重，例如安徽省72%的煤炭資源儲存在薄煤層中，四川省51.8%的煤炭資源儲存在薄煤層中，貴州省這一比例為37.2%。此外，在山西、內蒙古、河南、河北、山東、遼寧、吉林等省份，也有可觀的煤炭資源儲存在薄煤層中。除賦存量可觀外，我國薄煤層中的煤炭資源煤質相對較好，加之我國中厚煤層煤炭資源因長期開采而日益匱乏。因此薄煤層的開采受到的關注日趨增加，針對薄煤層開采的工藝及技術也取得了許多成果。但由于薄煤層工作面作業環境差、空間小、勞動強度大及經濟轉化效益低等一系列特征和缺點，使得當前我國薄煤層產量僅占據我國原煤總產量10.4%左右，這一比例遠遠低于薄煤層儲量所占比重。因此，針對適合薄煤層工作面開采特性改進現有的刮板輸送機對于提高薄煤層煤炭資源的開發，解決我國能源緊張的局面具有重要意義[1-2]。

1 我國薄煤層刮板輸送機存在的問題

目前，我國薄煤層使用的刮板輸送機大多為溜槽高度較低的通用型刮板輸送機，而并非針對薄煤層煤炭開采和賦存特點專門研制的刮板輸送機。當前多數煤礦采用的通用型刮板輸送機采用邊雙鏈結構，中部溜槽一般使用鋼焊接。其刮板鏈直徑一般在14～18 mm，高度一般在 190～222 mm，裝機功率一般在90～180 kW，中板厚度一般在 12～20 mm，輸送機長度一般不超過100 m。這類刮板輸送機缺點明顯，即刮板鏈強度低、中部槽壽命短、機頭和機尾“三角煤”處理困難和容易發生“漂溜”。由上述缺點可知，此類刮板輸送機可靠性較差，難以滿足薄煤層工作面回采要求。因此，為了提高薄煤層礦井生產效率，滿足薄煤層礦井對于集矮機身、長運距、大功率等優點于一身的高可靠性刮板輸送機的迫切需求，有必要改進現有的刮板輸送機，使其適用于薄煤層工作面[3]。

2 改進措施

2.1 改進過渡槽和頭尾架的連接方式

改進后的刮板輸送機采用矮機頭設計的同時其銷軌布置盡量靠近刮板機機頭尾，且過渡槽和頭尾架采用如圖1所示的連接方式，這種近似啞鈴的聯接方式可替代目前普遍使用的螺栓連接方式。此連接方式可在不改變機身寬度的情況下提高頭尾架和過渡槽的連接強度，從而保證了采煤機在頭尾工作面具有充足的臥底量，以方便采自開切口和割透三角煤，避免了人工裝煤的低效率和高風險。

圖1 過渡槽和頭尾架連接的方式示意圖

2.2 改進刮板機輸送機的電機布置方式

改進后的刮板機輸送機的電機垂直布置，這一改進不僅可以確保安全出口的順暢，而且可以解決大功率電機的外形尺寸偏大與薄煤層采高過低之間的矛盾。

2.3 改進刮板機輸送機的中部結構

改進后的刮板輸送機中部槽如圖2-1所示，這種整體鑄焊封底的中部槽可以避免工作面底板和刮板鏈的直接接觸，通過消除其兩者之間的刮卡來減小刮板輸送機運行時的摩擦阻力，從而大幅提高了運煤效率。與常見的730系列刮板輸送機中部槽槽幫相比，此改進后的刮板輸送機槽幫高度下降幅度達25～50 mm。與此同時，改進后的刮板輸送機采用“采煤機騎鏟板”形式的槽幫，且其擋板槽幫使用“反裝”銷軌的軌座鑲嵌式結構，刮板鏈則采用如圖2-2所示的高強度的扁平鏈。這些改進使得薄煤層刮板輸送機在滿足采煤機所需的牽引力、銷軌的高強度、中板厚度大、鏈條規格匹配等要求的同時使得整體配套高度大幅降低，從而不僅增大了過煤空間，而且提高了裝煤效率。

圖2 改進后的中部結構

2.4 改進刮板輸送機槽幫材料

改進后的刮板輸送機采用新型材料制作的槽幫，用來替代目前常規使用的ZG30MnSi型槽幫材料。表1對比了新舊槽幫材料性能指標。由表1所示的新舊槽幫材料性能指標對比結果可知：這種新材料集高耐磨性、高強度、高韌度、優良的機械加工性能及焊接性能于一身，從而可以提高薄煤層刮板輸送機中部槽在惡劣工作條件下的使用強度及其可靠性。

表1 新舊槽幫材料性能指標對比

2.5 改進刮板輸送機鏈輪體

作為刮板輸送機關鍵部件和易損件，需提高其鏈窩與鏈條的嚙合精度。因此，為提高鏈窩與鏈條的嚙合精度，改進后的鏈輪體使用合金鋼整體鍛造，然后數控加工成型。與此同時，采用中頻淬火技術處理鏈窩，使其表面硬度（HRC）達到55～60范圍內，其淬硬深度可達25 mm以上，這一改進可顯著提高鏈輪體的抗沖擊性能和疲勞強度。

3 結語

薄煤層刮板輸送機改進措施充分滿足了可靠性、先進性、互換性、適用性和經濟性的現代化煤炭生產的要求。該改進后的的薄煤層刮板輸送機設備已經在河南、山西等地區薄煤層綜采工作面得到了廣泛應用且成功解決了傳統薄煤層刮板輸送機中部槽可靠性低以及煤炭回采率低等一系列的生產難題，同時，提高了礦井生產能力，也進一步保證了薄煤層開采的安全性，極大提高了我國薄煤層礦區的生產效率和經濟效益[4]。