SGD396/15巷道浮煤回收装置的研制与应用

白 虎，周邦远，王 丽，沈 节，李 强，黎 亮，蒲海峰

(四川华蓥山广能集团嘉华机械有限责任公司，四川广安638600)

薄煤层工作面煤层厚度小于1.3m，而巷道高度一般高于2m，工作面底板与巷道底板之间有一定高度差，常见的问题是大量浮煤堆积在巷道中难以清理。为此专门研制了浮煤回收装置，用于缓倾斜薄煤层综采工作面巷道中浮煤清理，解决了巷道中浮煤清理难题，并在广能集团李子垭煤矿中成功应用。

1 结构和工作原理

1.1 主要结构

SGD396/15浮煤回收装置主要由推移梁、机头座、推移箱和弧形刮板机组成，具体结构如图1。

图1 SGD396/15浮煤回收装置结构和工作原理

1.1.1 推移梁

由于巷道宽度相当于两台端头支架宽度，为了留出行人通道，要求浮煤回收装置的设计宽度小于端头支架宽度，同时端头支架不与浮煤回收装置直接连接，而是通过推移梁与浮煤回收装置相连，通过液压支架的推溜拉架，实现浮煤回收装置与液压支架一起迈步式移动。另外，推移梁的一侧设计有可拆卸的高强度挡板，通过挡板的导向作用，保证浮煤回收装置相对端头支架直线移动。

1.1.2 机头座

机头座起抬高、固定、推移刮板运输机机头的作用。刮板运输机机头 (机尾)坐落在机头座上，机头座通过限位装置对刮板输送机机头 (机尾)进行横向和上下定位，传递端头支架的推溜拉架力，防止刮板运输机机头 (机尾)因浮煤抬高而脱离机头座。机头座一端与推移梁联接，另一端与推移箱联接。

1.1.3 推移箱

推移箱主要起固定弧形刮板机和积煤的作用。浮煤堆积在推移箱中，弧形刮板机将浮煤运输到刮板运输机上，推移箱上设有倾斜的挡煤板 (件9)，片帮的煤通过挡煤板进入推移箱中。推移箱前端设计为船型结构，以减小端头支架的推移阻力。

1.1.4 弧形刮板机

弧形刮板机是浮煤回收装置的核心部件，它根据刮板运输机和斗式提升机工作特点而设计，具有刮煤、装煤、提升和卸煤等功能。

1.1.4.1 结构组成

弧形刮板机由机头部、机身部和机尾部3部分组成，各部分的结构分述如下:

(1)机头部 由机头架和安装其上的牵引链轮组件、拨链装置、减速器和电动机组成。

电动机通过减速器来降低转速，增大扭矩。牵引链轮组件是弧形刮板机的重要部件，刮板链由链轮驱动运行，链轮是整个输送机承受扭矩最大的零件。为了实现浮煤的提升回收，弧形刮板机的机身设计为弧型结构，这使链轮传递的力矩大大增加，因而要求链轮具有较高的强度、耐磨性能和韧性。浮煤回收装置的间断性积煤使链轮需要承受脉动载荷和附加冲击载荷。因此，链轮应选用高强度结构钢，本型链轮采用ZG35CrMnSi制造。由于弧形刮板机结构传递的扭矩小，因而将滚筒和链轮设计为一体式结构，采用整体铸造后再精加工链轮。链轮组件设计有注油孔，保证轴承的润滑。为了避免卡链，机头部设有拨链装置。

(2)机尾部 包括机尾架、机尾链轮组件和紧链装置。

机尾架起支撑和定位链轮作用。机尾部的链轮无动力输入，将其设计为无齿链轮结构，起换向作用。为了保证轴承润滑，链轮组件设有注油孔。电机的输出功率为15kW，链轮传递扭矩小，刮板链张力小，因而紧链装置采用高强度螺栓紧固。

(3)机身部 由弧形中部槽、刮板链、斗式刮板等部件组成。

弧形刮板机采用φ14mm×50mm双边圆环链，圆环链每5环为一节，通过开口式连接环与刮板连接，圆环链与刮板一起在弧形压链道中循环运动，实现刮煤、装煤、提升和卸煤。由于弧形刮板机的机身为弧形结构，运行阻力大，压链块磨损严重，容易出现掉链、“漂链”、卡链、甚至断链等事故，影响正常运行。为了解决该问题，将弧形板机设计为斗式刮板。斗式刮板根据斗式提升机和刮板运输机的特点而设计，它具有刮煤和装煤2种功能。为了防止浮煤抬高刮板导致刮板“漂链”，斗式刮板设计有刃角和背角，同时将其角倒成圆角，以减小刮板运行阻力。为了增加刮板的装煤量，要求背角高度高于刃角高度，具体结构如图2所示。斗式刮板为易损件，采用ZG27SiMn材料铸造。

图2 斗式刮板安装和斗式刮板侧视

1.1.4.2 工作原理

机头链轮将电机动力转化为扭矩，带动刮板链和刮板运动。通过机尾链轮换向，刮板和刮板链在上下托链道中循环作业。斗式刮板将推移箱中堆积的浮煤运输到机尾，抛卸于刮板运输机机头 (机尾)中，实现浮煤清理。

1.1.4.3 弧形刮板机主要参数

设计高度1800mm;弧形段机身与水平夹角70°;两链轮水平中心距3000mm;垂直中心距950mm;输送能力5t/h;链速0.4m/s;电机功率15kW;弧形中部槽 (展开长 ×宽 ×截面高度)3500mm×396mm×210mm。

2 浮煤回收装置配合开采应用

该浮煤回收装置在四川华蓥山广能集团李子垭煤矿投入应用，获得成功，图3为其工作示意图。由图3可知，端头支架与浮煤回收装置通过推移梁连接，通过端头支架的推溜拉架来实现浮煤回收装置与液压支架的迈步式移动。

图3 SGD396/15浮煤回收装置与支架配套

刮板运输机机头 (机尾)安装在浮煤回收装置的机头座上，机头座弥补了工作面底板与巷道底板之间的高度差，起垫高运输机机头 (机尾)的作用。机头座通过限位装置对刮板输送机机头(机尾)进行横向和上下定位，传递端头支架的推溜拉架力，防止刮板运输机机头 (机尾)因浮煤抬高而脱离机头座。

采煤机在刮板运输机上移动，在行近工作面时，煤层受滚筒挤压而片帮，片帮的煤堆积在浮煤回收装置的推移箱中，通过弧形刮板机运输到刮板运输机中运出。为了割除残余的三角煤，采煤机滚筒要伸出采煤工作面，要求推移箱的高度应低于滚筒“卧底”时的最低高度，且弧形刮板机不与滚筒干涉。

3 结束语

浮煤堆积是薄煤层常见的问题，浮煤回收装置解决了薄煤层工作面巷道浮煤清理难题，该装置在李子垭煤矿投入应用获得成功，具有推广应用价值。

［1］王国法.液压支架技术 ［M］.北京:煤炭工业出版社，1999.

［2］郭 忠，张树民，张建军.矿用刮板输送机驱动链轮的参数化和可视化［J］.煤矿机械，2006(9).

［3］薛 明，季现亮，李 波，等.刮板输送机的新型刮板设计［J］.煤炭工程，2011(S1):47－48.

［4］孙玉蓉，周法礼.矿井提升设备［M］.北京:煤炭工业出版社，1995.

［5］中国矿业大学.矿山运输机械［M］.北京:煤炭工业出版社，1995.

［6］王义行.链轮设计制造手册［M］.北京:机械工业出版社，1994.

［7］李昌熙，沈立山，高 荣.采煤机［M］.北京:煤炭工业出版社，1998.

［8］中华人民共和国煤炭行业标准.MT552－1996端头液压支架技术条件［S］.北京:中国标准出版社，1997.