超重型刮板轉載機的拉移提速改進

馬曉林

（山西焦煤西山煤電官地礦機電科內維隊， 山西 太原 030000）

引言

刮板轉載機是綜采工作面的關鍵設備之一，承擔著將采煤機切割下來的原煤運出工作面的重要任務[1]。刮板轉載機一般被設置在運輸順槽的端部，利用支撐小車或者皮帶運輸機的自移動抬高卸載端。隨著工作面的推進，刮板轉載機必須隨之移動[2]。由于綜采工藝的發展，采煤機的割煤速率與刮板轉載機運輸效率得到大大提高，使得工作面的推移速度加快，這就需要在增強刮板轉載機運載能力的同時，還需提高其移動速度[3]。介于此，亟待對超重型刮板轉載機進行改進以提高刮板轉載機的移動速度。

1 現場概況

某礦3005工作面的設計生產能力為600 t/a，該工作面采用的是傾斜長壁綜采放頂煤采煤工藝。3005工作面的主要機械設備配置如表1所示。由表可知，該工作面的設備功率可以滿足600萬t/a的產量要求，但SZZ1350/700型順槽用刮板轉載機的移動速度較慢，制約了工作面生產效率的提高。

表1 3005工作面主要機械設備

2 SZZ1350/700順槽刮板轉載機的性能及缺陷

2.1 性能參數（見表2）

表2 SZZ1350/700順槽刮板轉載機的主要性能參數

2.2 缺陷分析

由于SZZ1350/700型順槽刮板轉載機的尺寸過大，綜采工作面空間有限，且配套設備眾多，導致在使用過程中該設備存在如下缺陷。

1）SZZ1350/700型順槽刮板轉載機的機身長度為65 m，巷道內存在超前支架，支架與轉載機之間需進行配合，因此刮板轉載機落地段中部槽數量有27節，與之配套的重型破碎機的長度為46 m。這導致刮板轉載機占用的空間進一步增加，并且刮板轉載機的整體重量超過200 t，要求提供更大的拉力。在采用絞車拉移過程中，容易由于繩子中的張力過大，出現短繩或崩繩傷人事故。

2）該工作面采用傳統的錨固拉移刮板轉載機的方式。該種方式的存在如下不足：第一，由于存在礦壓的影響，巷道和支架會出現變形，并且在巷道內布置有皮帶運輸機與軌道，不利于安設錨固座；第二，每次拉移轉載機需要花費25～30 min，每天需要拉移6～8次，并且在拉移時為減小拉移阻力需要停止其他設備，導致每天因拉移刮板轉載損失有效工作時間超過1.5 h；第三，在進行拉移刮板轉載機時需要大量的人員參與，并且在該過程中可能出現錨固座拉毀、圓環鏈斷裂、抬棚坍塌等事故，導致人員受傷。

3 設計方案

3.1 拉移阻力分析

刮板轉載機的重量為200 t，在進行拉移時主要阻力來自于刮板轉載機的落地段與底板之間的摩擦力和部分浮煤的阻力。

3.2 設計要求

考慮到綜采工作面的環境和轉載機的結構，應從如下方面進行設計改進：

1）以工作面端頭支架為刮板轉載機的主要拉移動力，在刮板轉載機增加拉移裝置提供輔助拉移動力，同時應注意避免巷道底板與轉載機的落地段發生橫向碰撞，防止對轉載機的落地段造成損壞。

2）以啞鈴式連接作為刮板轉載機落地段槽間的連接方式，采用此種設計以適應凹凸不平的底板，同時可以消除在進行支架推移時由于巷道坡度變化產生的側向分力，避免推移過程中出現螺栓折斷。

3）在刮板轉載機的機身的兩側成對安裝多組支撐油缸，盡力拉移時，這些油缸共同作用抬起刮板轉載機的落地段，通過縮小接觸面積減小拉移過程中的拉移阻力。并且在刮板轉載機的兩側對稱安裝一個推移油缸，為刮板裝載機提供推移動力。

4）刮板轉載機在安裝輔助拉移裝置后的尺寸不得大于轉載機與端頭支架、超前支架配合后的最大尺寸。

5）輔助拉移裝置應安裝方便，移動靈活，安全可靠。

3.3 支撐油缸及推移油缸安裝位置分析

由于刮板轉載機需要與刮板運輸機、端頭支架相配合，因此在刮板轉載機機尾的落地段設有安裝空間。破碎機位于刮板轉載機兩個落地段的中部，該部分的自重最大，超過50 t。若在破碎機上安裝自移裝置則需要在破碎機的上開設凹槽、推移槽和連接槽充當自移裝置的連接點和推移點，使得承重段與自移裝置的總長度超過12 m，同時還需要設置4組（每組2根）支撐油缸分擔負荷，因此不宜在該處設置油缸。在對刮板轉載機和使用環境進行細致考察后，發現進行施工時在轉載機的落地段沒有設置傳統意義上的凹槽，因此可以將破碎機與轉載機的爬坡段相連接，采用一節長度為1.5 m的連接槽代替破碎機入口處的推移槽和連接槽。采用此種設計破碎機與承重段的總長度僅為5.5 m，在減小該部分重量的同時，增強了輔助拉移裝置的緊湊性，大大節約了空間，有利于使落地段離開底板，減小推移過程中支撐油缸和推移油缸的壓力，有利于延長油缸的使用壽命。因此，最終油缸的安裝位置確定為破碎機主架體的兩側安裝2組支撐油缸，在破碎機入口前1.5m的連接槽上安裝1組支撐油缸；在破碎機主體架的兩側安裝1組推移油缸。

3.4 輔助自移裝置的設計

設計的輔助自移裝置主要包括：導軌、滾滑輪、連接架和液壓系統等部件。支撐油缸的支撐段與導軌連接，輔助自移裝置一端與刮板轉載機連接，另一端與導軌橫向連接。在相同接觸條件下，滾動摩擦系數遠小于滑動摩擦系數。輔助自移裝置基于此原理，在刮板轉載機拉移過程通過支撐油缸將刮板轉載機的部分和破碎機支撐離開底板，輔助自移裝置與導軌連接處抱緊，推移油缸推桿伸展，利用滾滑輪將刮板轉載機和破碎機與底板的滑動摩擦替換為刮板轉載機和破碎機與導軌之間的滾動摩擦，轉載機與破碎機在推移油缸的推動下向前移動。在推移油缸推桿伸到頂端時，輔助自移裝置與導軌連接處松開，推移油缸推桿回縮。如此往復，實現管板轉載機和其上破碎機的移動。

4 現場應用

該礦3005綜采工作面在對順槽刮板轉載機優化改進后，進行了半年的工業試驗，經現場應用表明，改進后的順槽刮板轉載機產生如下效果：

1）僅需1名工人操控液壓閥組就可完成順槽刮板轉載機拉移的全流程，并且改進后進行1次拉移僅需5 min，大大節約人力和時間。

2）支撐油缸的反應迅速，各推移油缸動作協調，未出現因拉移受力不均出現偏移的問題。并且由于采用了導軌，即使在凹凸不平底板處最大擾屈變形量不超過1.5mm/m，不會對順槽刮板轉載機的推移造成影響，提高了推移過程中安全性。

5 結論

在順槽刮板轉載機上安裝支撐油缸和自動推移裝置，可以實現單人、高效、安全地拉移順槽刮板轉載機。經現場應用表明，該改進減少了因拉移順槽而損失的生產工時，增強了拉移過程中的安全性，為綜采工作面高效穩定開采提供了保障。