礦用半封閉式鏈條輸送裝置

姜 飛

(太重煤機有限公司，山西 太原 030032)

0 引言

隨著現代生產力水平的不斷提高，煤炭資源是不可或缺的，并且日益體現出其重要價值[1]。我國現有煤礦中，很大一部分煤炭資源以井工開采方式開采，煤炭的開采首先需要布置復雜的巷道。隨著煤炭開采技術的大力發展，當前我國大部分煤礦企業在巷道掘進工作中采用懸臂掘進機[2]，然后通過帶式轉載機配合皮帶運輸機將掘進機截割產生的煤炭及石頭運輸到煤倉中，而巷道的支護則是在掘進機完成一個掘進作業循環后，掘進機后退一段距離，然后進行人工錨固。這種煤礦巷道掘進工藝，由于支護作業時掘進機必須停機，無法實現掘進和錨護同時作業，并且存在迎頭端面塌落的安全隱患。在現有的技術條件下很難實現掘進和錨護同步作業，為此，本文提出一種適用于煤礦巷道掘進施工作業的半封閉式鏈條輸送裝置，不但可以實現煤炭的運輸，而且為半封閉式，操作工可在上面進行支護作業。

1 礦用半封閉式鏈條輸送裝置結構組成

礦用半封閉式鏈條輸送裝置主要由行走機構、運輸機構、主架體、液壓系統和電氣系統組成，如圖1所示。

圖1 礦用半封閉式鏈條輸送裝置

1.1 行走機構

礦用半封閉式鏈條輸送裝置的行走機構分為左右行走機構，是一種履帶式行走機構，可以在凸凹不平的巷道底板上行走，更適合于帶有坡度的煤礦巷道。該行走機構主要由導向輪、驅動輪、支重輪、液壓張緊緩沖裝置和左右履帶架等部分組成。通過掛鉤和一個定位板將左右履帶架與主架體連接在一起，并用14個M24高強度螺栓分別緊固在主架體左右兩側。液壓馬達通過減速機和驅動輪帶動履帶鏈轉動實現行走，支重形式采用滑動摩擦式，行走減速機與履帶架通過高強度螺栓緊密連接在一起。

1.1.1 履帶

履帶是本設備的重要部件，采用組合式密封潤滑履帶，這種履帶較其他履帶性能更優越，更適應于特殊地質環境，尤其在巖巷特殊工況下使用壽命更長，并且可以有效地防止因為履帶的內磨損導致履帶的節距拉長進而產生“蛇行”現象。

1.1.2 支重輪

支重輪要支撐整個設備的重量，并起著限制履帶及避免履帶橫向滑脫的作用。本設備使用的支重輪密封可靠，輪圈耐磨，并進行了表面淬火處理。

1.1.3 驅動輪

驅動輪為輸送裝置的強受力件，材料為合金鋼鍛件，齒面經中頻淬硬，并用高強度螺栓固定在行走減速機法蘭上。

1.1.4 液壓張緊緩沖裝置

張緊緩沖裝置具有張緊和緩沖兩個功能。使用高壓黃油槍向張緊油缸內不斷加注油脂，油缸的活塞桿將前移，推動導向輪向前調節履帶上部的懸垂量，達到履帶張緊作用。緩沖則主要由彈簧實現，當機器移動受阻或履帶中卡入硬物，履帶鏈受到的張力超過彈簧彈力時，彈簧壓縮，起到緩沖作用，達到保護履帶鏈和驅動裝置的作用。

1.2 運輸機構

圖2為運輸機構俯視圖。運輸機構位于主架體的中部，為邊雙鏈、刮板式運輸機，由20 mm厚的鋼板Q235-A為主料焊接而成，通過固定塊上的止口與主架體上的止口實現定位，并用12條M24高強度螺栓固定在主架體上。分布在左右兩側的液壓馬達直接驅動鏈輪，進而帶動刮板鏈組實現物料的運輸。張緊裝置采用絲杠加彈簧緩沖的結構，可對刮板鏈的松緊程度進行適當的調整。

圖2 運輸機構俯視圖

1.3 主架體

圖3為主架體主視圖。主架體由30 mm厚的鋼板Q235-A為主料焊接而成，主架體兩側各有兩個連接板，前連接板上開有定位槽，定位槽寬100 mm、高160 mm，固定于行走機構內側的定位板可以插入定位槽中，起到定位作用。

主架體中間裝有運輸機構，下部前、后各裝有兩根支腿油缸，前端上側裝有泵站和電控箱、操作箱，后端下側是多路換向閥及壓力表等液壓元件。主架體上側有蓋板覆蓋，其蓋板材料為網紋鋼板Q235-A，可以作為一個工作平臺，支護工人可以在上邊進行支護作業。

圖3 主架體主視圖

1.4 液壓系統

液壓系統主要由泵站、支腿油缸、多路換向閥及膠管接頭等組成。其中泵站由油箱、電動機及液壓泵等組成，可以為整機提供液壓能，通過多路換向閥控制運輸機馬達、行走馬達運動以及支腿油缸活塞桿伸縮，

實現對整個設備的控制。

1.5 電氣系統

電氣系統包括電控箱、照明燈、急停按鈕、操作箱等，電控箱是設備的核心部分，為整個設備提供電能。

2 礦用半封閉式鏈條輸送裝置工作原理

礦用半封閉式鏈條輸送裝置布置于帶式轉載機與皮帶運輸機中間，掘進機的裝載機構星輪將掘進機截割產生的煤塊裝載到掘進機上，通過第一運輸機構、帶式轉載機后落到輸送裝置前端，運輸機構將落在其上部的煤塊輸送到皮帶轉載機上，通過皮帶轉載機運輸到煤倉中。該設備上部裝有蓋板，操作工可以站在蓋板上面進行錨護作業。

當合上前級電源開關時，將電控箱上的隔離開關打開至“開”位置，打開照明燈，啟動油泵，可以為多路換向閥供油。拉動多路換向閥的操作手柄，為行走馬達、運輸機馬達、支腿油缸供油。拉動多路換向閥控制支腿油缸的4個操作手柄，支腿油缸可以實現抬起和支撐地面。拉動控制行走機構的2個操作手柄為行走馬達供油，行走馬達轉動帶動減速機、驅動輪帶動履帶鏈轉動實現行走，左側操作手柄控制左側行走，右側操作手柄控制右側行走，若將操作手柄同時向前推，這個設備向前行走；若將操作手柄向后拉，即后退；若將兩個操作手柄同時向相反的方向緩慢地拉動可以使輸送裝置轉彎。多路換向閥上有一個操作手柄同時控制左右運輸機構的兩個液壓馬達，拉動該操作手柄，液壓馬達轉動，驅動鏈輪轉動，帶動刮板鏈組轉動，實現物料運輸。

3 結語

目前煤礦巷道掘進技術已經較為成熟，但如何實現巷道掘進、支護和運輸平行連續作業、如何實現巷道掘進施工工序全部機械化、如何提高掘進施工進度成為制約煤礦快速、機械化發展的新的主題。針對這一主題，結合現有的煤礦設備研發經驗，提出一種適用于掘進、運輸、支護同步作業的礦用半封閉式鏈條輸送裝置。通過對該設備的結構、使用操作的分析，提出礦用半封閉式鏈條輸送裝置，不但解決了運輸周圍無法開展施工、作業環境小、安全隱患大的問題，為工人提供一個很安全的作業平臺，更符合煤礦安全、高效發展理念。