綜采工作面刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的改造設(shè)計(jì)

王 科

（山煤國際能源集團(tuán)股份有限公司煤業(yè)分公司，山西 太原 030016）

1 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)應(yīng)用情況分析

山煤集團(tuán)霍爾辛赫煤礦井下3103、3207、3605、3202 綜采工作面的開采設(shè)備均為配重型設(shè)備，主要有ZY12000/28/60D 型刮板輸送機(jī)、MG750/1815-GWD 型采煤機(jī)、ZRL26400/31/50D 型液壓支架、SZZ1200/400 型轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM3500 型破碎機(jī)、DSJ120/150/G+4×400 型皮帶運(yùn)輸機(jī)等。

在井下綜采工作面開采過程中，煤炭運(yùn)輸設(shè)備需要隨著開采的推進(jìn)而隨之前行。從霍爾辛赫煤礦井下綜采工作面的推進(jìn)情況來看，順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)是推進(jìn)中的難點(diǎn)，往往造成開采和運(yùn)輸設(shè)備的銜接不暢。分析原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）霍爾辛赫煤礦3#煤層地質(zhì)條件惡劣，沿著底板掘進(jìn)時(shí)，運(yùn)輸順槽煤層底板形成了軟底板；（2）回采過程中受采動(dòng)影響，巷道變形厲害，兩幫圍巖在擠壓底板的同時(shí)一起下沉，并出現(xiàn)底鼓、幫鼓現(xiàn)象；（3）順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)因整機(jī)的重量作用在導(dǎo)軌上，使導(dǎo)軌與底板產(chǎn)生一定的比壓和摩擦力，導(dǎo)致推進(jìn)困難。以上三點(diǎn)原因都導(dǎo)致順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)在采煤設(shè)備運(yùn)輸過程中的運(yùn)輸困難，運(yùn)輸效率低，影響整個(gè)開采過程的銜接，必須解決。

2 刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的改造設(shè)計(jì)方案

2.1 改造設(shè)計(jì)思路

順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的傳統(tǒng)行走方式為依靠拉移和端頭支架進(jìn)行推移，一般采用端頭支架、超前支護(hù)支架、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)順槽支護(hù)作業(yè)的自動(dòng)化。針對(duì)霍爾辛赫礦3#煤層綜采工作面順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)推進(jìn)中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了原因分析。基于工作面開采工況條件復(fù)雜多變，決定對(duì)順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的推進(jìn)方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

調(diào)整方案為：在順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)兩側(cè)增加輔助推移裝置，采用新設(shè)計(jì)的MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置；在順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)推進(jìn)時(shí)：第一，采用MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置調(diào)高油缸抬高破碎機(jī)和部分轉(zhuǎn)載機(jī)的作用，該操作能有效減小設(shè)備與順槽底板的接觸面積；第二，調(diào)整軌道與滾輪的摩擦方式為滾動(dòng)摩擦，可以有效降低設(shè)備推進(jìn)時(shí)的摩擦阻力；第三，在工作面傾斜角度偏大時(shí)，邁步自移裝置可以采用調(diào)高油缸和推移油缸的辦法來實(shí)現(xiàn)設(shè)備自身的邁步自移功能。調(diào)整方案后可以有效地解決下列問題。

（1）軌道與滾輪的摩擦方式調(diào)整為滾動(dòng)摩擦后，能有效地降低設(shè)備推進(jìn)時(shí)的摩擦阻力，解決順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的推進(jìn)困難。

（2）轉(zhuǎn)載機(jī)快速推移裝置用于高產(chǎn)工作面順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的快速推移，滿足工作面高進(jìn)度、快推進(jìn)的需求。該裝置具有自行前移的功能，突破了錨固拉移方式，在順槽可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)載機(jī)的快速推移，能適應(yīng)三軟煤層、順槽爬坡角度不大于25°的順槽設(shè)備自移。

（3）MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置整體結(jié)構(gòu)安裝在順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的兩側(cè)，安裝便利，使用方便，不需要對(duì)設(shè)備額外改造，成本低。

（4）MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置的應(yīng)用有效地減少了設(shè)備推進(jìn)工作量，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，設(shè)備運(yùn)輸?shù)陌踩蕴岣摺?/p>

（5）該自移裝置能適應(yīng)三軟煤層和大傾角順槽工作面，有效解決三軟煤層大傾角順槽內(nèi)的設(shè)備推進(jìn)問題。

2.2 MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)推進(jìn)的實(shí)際情況，新設(shè)計(jì)了配套MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置，結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。該裝置主要由調(diào)高油缸聯(lián)接破碎機(jī)、推移油缸、導(dǎo)軌、調(diào)高油缸聯(lián)接轉(zhuǎn)載機(jī)、滾輪架、聯(lián)接架和液壓系統(tǒng)等部件組成。其中液壓系統(tǒng)由調(diào)高油缸、推移油缸、操縱閥、高壓管路及輔件等部件構(gòu)成，為裝置的動(dòng)力系統(tǒng)。

該裝置MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置主要技術(shù)參數(shù)：

額定供液工作壓力：31.5 MPa；

調(diào)高液壓油缸最大推拉力：（雙缸）8×247 kN/8×126 kN（推/拉）；

調(diào)高液壓油缸行程：250 mm；

推移液壓油缸最大推拉力：（雙缸）2×801 kN/2×445 kN（推/拉）；

推移液壓油缸行程：800 mm。

圖1 MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置結(jié)構(gòu)示意圖

MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置的安裝如圖2 所示。安裝時(shí)，先進(jìn)行導(dǎo)軌的鋪設(shè)，并把行走支座放入導(dǎo)軌中，再把調(diào)高油缸從套筒的下部放入，放帽加銷固定，再與行走支座固定，然后安裝推移油缸，最后用固定銷把各導(dǎo)軌聯(lián)接在一起。

圖2 新設(shè)計(jì)邁步自移裝置安裝示意圖

該邁步自移裝置使轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)與自移裝置導(dǎo)軌互為支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自身前移功能，工作原理如圖3 所示。

圖3 MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置推進(jìn)方式示意圖

2.3 轉(zhuǎn)載機(jī)推移槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)施工現(xiàn)場的情況，在刮板轉(zhuǎn)載機(jī)落地段溜槽上加裝一節(jié)推移槽，主要目的是與安裝的MY800轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置進(jìn)行聯(lián)接，從而可以與轉(zhuǎn)載機(jī)共同前移。推移槽的設(shè)計(jì)與安裝結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 推移槽安裝結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 破碎機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

對(duì)破碎機(jī)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，在破碎機(jī)上增加了支撐點(diǎn)和推移點(diǎn)，如圖5 所示，目的是用來聯(lián)接MY800 轉(zhuǎn)載機(jī)邁步自移裝置。

圖5 改進(jìn)后的破碎機(jī)

2.5 前后主要技術(shù)性能對(duì)比分析

對(duì)礦井刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)后，對(duì)改進(jìn)前后的主要技術(shù)性能進(jìn)行了檢測分析，結(jié)果如表1 所示。

表1 改進(jìn)設(shè)計(jì)前后主要技術(shù)性能對(duì)比分析

由表1 的對(duì)比分析情況可知，改進(jìn)后的綜采工作面順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)采用滾動(dòng)摩擦推進(jìn)，推進(jìn)摩擦阻力小，采用全液壓控制，自動(dòng)化程度提高，推進(jìn)速度較快。改進(jìn)后有效提高了運(yùn)輸設(shè)備整機(jī)安全性，大幅度縮短輔助推進(jìn)工作量，工作崗位人員減少，勞動(dòng)強(qiáng)度降低。從井下3103、3207 綜采工作面的實(shí)踐應(yīng)用情況來看，改進(jìn)后的刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)有效解決了設(shè)備由于重量重、底板軟等因素造成的推進(jìn)困難問題，推進(jìn)效率大幅度提高。

3 實(shí)踐應(yīng)用效果分析

刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)改造設(shè)計(jì)完成研制后，在霍爾辛赫煤礦3103 綜采工作面進(jìn)行了安裝調(diào)試，并在運(yùn)輸設(shè)備的推進(jìn)中進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。推進(jìn)過程較為順利，有效解決了設(shè)備由于重量重、底板軟等因素造成的推進(jìn)困難問題。運(yùn)輸設(shè)備推進(jìn)問題解決后，該3103 綜采工作面每班可多割1/4 刀煤，按一天兩班及一年300 個(gè)工作日進(jìn)行計(jì)算，該措施可提高煤炭產(chǎn)量38.6 萬t/a。因此，該刮板轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目是合理成功的，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)安全效益，可以在山煤集團(tuán)各大礦井進(jìn)行推廣應(yīng)用。