超重型刮板轉(zhuǎn)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(nèi)維隊， 山西 太原 030000）

引言

刮板轉(zhuǎn)載機是綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)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(wù)[1]。刮板轉(zhuǎn)載機一般被設(shè)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(zhuǎn)載機必須隨之移動[2]。由于綜采工藝的發(fā)展，采煤機的割煤速率與刮板轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)載機進行改進以提高刮板轉(zhuǎn)載機的移動速度。

1 現(xiàn)場概況

某礦3005工作面的設(shè)計生產(chǎn)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(shè)備配置如表1所示。由表可知，該工作面的設(shè)備功率可以滿足600萬t/a的產(chǎn)量要求，但SZZ1350/700型順槽用刮板轉(zhuǎn)載機的移動速度較慢，制約了工作面生產(chǎn)效率的提高。

表1 3005工作面主要機械設(shè)備

2 SZZ1350/700順槽刮板轉(zhuǎn)載機的性能及缺陷

2.1 性能參數(shù)（見表2）

表2 SZZ1350/700順槽刮板轉(zhuǎn)載機的主要性能參數(shù)

2.2 缺陷分析

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

1）SZZ1350/700型順槽刮板轉(zhuǎn)載機的機身長度為65 m，巷道內(nèi)存在超前支架，支架與轉(zhuǎn)載機之間需進行配合，因此刮板轉(zhuǎn)載機落地段中部槽數(shù)量有27節(jié)，與之配套的重型破碎機的長度為46 m。這導(dǎo)致刮板轉(zhuǎn)載機占用的空間進一步增加，并且刮板轉(zhuǎn)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(xiàn)短繩或崩繩傷人事故。

2）該工作面采用傳統(tǒng)的錨固拉移刮板轉(zhuǎn)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(xiàn)變形，并且在巷道內(nèi)布置有皮帶運輸機與軌道，不利于安設(shè)錨固座；第二，每次拉移轉(zhuǎn)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(shè)備，導(dǎo)致每天因拉移刮板轉(zhuǎn)載損失有效工作時間超過1.5 h；第三，在進行拉移刮板轉(zhuǎn)載機時需要大量的人員參與，并且在該過程中可能出現(xiàn)錨固座拉毀、圓環(huán)鏈斷裂、抬棚坍塌等事故，導(dǎo)致人員受傷。

3 設(shè)計方案

3.1 拉移阻力分析

刮板轉(zhuǎn)載機的重量為200 t，在進行拉移時主要阻力來自于刮板轉(zhuǎn)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(shè)計要求

考慮到綜采工作面的環(huán)境和轉(zhuǎn)載機的結(jié)構(gòu)，應(yīng)從如下方面進行設(shè)計改進：

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

2）以啞鈴式連接作為刮板轉(zhuǎn)載機落地段槽間的連接方式，采用此種設(shè)計以適應(yīng)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(chǎn)生的側(cè)向分力，避免推移過程中出現(xiàn)螺栓折斷。

3）在刮板轉(zhuǎn)載機的機身的兩側(cè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)載機的兩側(cè)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(zhuǎn)載機在安裝輔助拉移裝置后的尺寸不得大于轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)載機需要與刮板運輸機、端頭支架相配合，因此在刮板轉(zhuǎn)載機機尾的落地段設(shè)有安裝空間。破碎機位于刮板轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)置4組（每組2根）支撐油缸分擔負荷，因此不宜在該處設(shè)置油缸。在對刮板轉(zhuǎn)載機和使用環(huán)境進行細致考察后，發(fā)現(xiàn)進行施工時在轉(zhuǎn)載機的落地段沒有設(shè)置傳統(tǒng)意義上的凹槽，因此可以將破碎機與轉(zhuǎn)載機的爬坡段相連接，采用一節(jié)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(shè)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(jié)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(cè)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(cè)安裝1組推移油缸。

3.4 輔助自移裝置的設(shè)計

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

4 現(xiàn)場應(yīng)用

該礦3005綜采工作面在對順槽刮板轉(zhuǎn)載機優(yōu)化改進后，進行了半年的工業(yè)試驗，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用表明，改進后的順槽刮板轉(zhuǎn)載機產(chǎn)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(zhuǎn)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(jié)約人力和時間。

2）支撐油缸的反應(yīng)迅速，各推移油缸動作協(xié)調(diào)，未出現(xiàn)因拉移受力不均出現(xiàn)偏移的問題。并且由于采用了導(dǎo)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(zhuǎn)載機的推移造成影響，提高了推移過程中安全性。

5 結(jié)論

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