“三高”性能型综采用中部槽的研制及应用

李广胜

(河南龙宇能源股份有限公司 机电制修厂，河南商丘476000)

0 引言

由于我国多煤、缺油、少气的现实，煤炭将长期在我国能源结构中占有重要地位，中央在规划建议中也明确提出要构建一个“立足国内、煤为基础”的能源供应体系。我国煤炭行业已迎接了一个新的发展机遇。

我国为了促进煤炭行业的发展，近年来不断对产业政策作出进一步调整，加大对中、大型国有煤炭生产企业的投资力度。实施大集团战略，加强低投入、高产出的内涵，以集约化生产为核心，以机械化为关键，扩大规模，采用先进适用技术和高新技术推进大型煤矿建设。

为适用我国煤炭、矿山等基础产业的发展，国家把大力振兴煤矿装备制造业作为一项重要任务。这些决策的提出为我国矿山机械装备业迎来了一个新的发展机遇。

刮板输送机做为矿山机械装备中的主要设备之一，目前在煤炭生产中已被广泛应用。刮板输送机上的最关键部件是中部槽，其耗用量巨大。

目前国内外市场上中部槽均为铸焊结构，挡、铲板槽帮材质多以ZG30SiMn为主，中板及封底板材质多以NM360为主。由于材质不同而导致焊接性能差，各部位强度的强弱不一致，特别是超重型中部槽容易出现焊缝开裂等故障。同时因为槽帮材质的耐磨性差，与中板、封底板耐磨性不一致，使用一段时间后，需升井修整槽帮、更换中板、封底板，既影响煤矿井下的正常煤炭的生产又增加采煤设备的使用成本，大大地不利于煤矿生产组织和安排。

为了更好的适应煤矿综采设备的发展，解决传统铸焊中部槽存在的上述缺陷是必要的，因此，研发具有“三高”性能（高强度、高耐磨、高韧性）的新型中部槽是适应煤矿发展的大势所趋。

1 传统中部槽的高频率维修及报废的原因

1.1 中板、封底板与槽帮开焊而导致中部槽升井维修

传统中部槽均采用中板、封底板与槽帮焊接为一体的结构。该结构中部槽在井下工作过程中，刮板、矸石及煤块等物反复与焊缝进行摩擦，加上井下周围环境湿度一般较大，对焊缝不断锈蚀，加大了焊缝有效尺寸的失效速度。此结果最终导致一个工作面没有采完就会出现中板、封底板与槽帮脱焊开裂而需要升井维修。

1.2 齿轨座变形严重甚至开裂而导致中部槽升井维修

传统中部槽齿轨座的材质仍采用ZG270-500材质。在中部槽制作过程中，将其焊于挡板槽帮上面，做为采煤机的轨道。由于齿轨座与挡板槽帮焊为一体，导致齿轨座里面很容易积煤，一方面造成齿轨与齿轨座由有隙配合变成为无隙配合，当采煤机在此情况下运行，很容易把齿轨座蹩断。另一方面不利于清理积煤，给升井后维修带来很大的麻烦。

1.3 中板、封底板及挡、铲板槽帮磨损严重而导致中部槽报废

目前我国传统中部槽的中板、封底底板材质多以NM360为主。该材质相比起初所用16Mn材质整体性能确实提高了很多。同样目前我国约90%的制作传统中部槽挡、铲板槽帮的厂家材质仍以30SiMn为主。该材质相比起初用Q235钢板拼焊的结构，整体性能都得到了很大的改善。但是这些材质在遇到井下断层较多的工作面，往往出现中板、封底板及挡、铲板槽帮很快磨损甚至磨透的现象。因此，为解决此问题，应该选用一种具有高性能的材质来代替目前所用材质。

2 新型中部槽的研制

通过对常规中部槽在使用过程中所出现的问题进行全面分析，研制了一种具有“三高”性能（高强度、高耐磨、高韧性）的中部槽。该新型中部槽采用整体无焊接，一次性浇注成型的结构。

该新型中部槽是在充分考虑井下环境的特殊条件及中部槽的使用要求的情况下，让挡、铲槽帮、齿轨座与中、底板采用相同具有“三高”性能的耐磨合金材料高材质，以求达到中部槽整体具有“三高”性能的效果。

3 新型中部槽与传统中部槽相比，具有以下优点

3.1 整体无焊接

中部槽采用一次性浇注成型，挡、铲槽帮与中板、封底板材质相同、耐磨性一致，且无需焊接，彻底克服了焊接中部槽中板、封底板容易发生与槽帮脱焊、开焊以及因耐磨性不一致，而导致中部槽因个别部件磨损严重而提前整体报废等质量缺陷。

3.2 高强度、高耐磨、高韧性

采用特制耐磨材料生产的整体新型中部槽，其抗拉强度达到1400MPa以上，其耐磨性为进口NM360耐磨板的1.5-2倍。在使用过程中无需修理，使用寿命为同型号焊接中部槽的2-3倍，大大节约了使用成本。

3.3 摩擦阻力小、运行平稳、节能降耗

采用波形纹中板，有效减少了刮板与中板的接触面积，沟槽里聚集的煤粉又起到润滑作用，大大降低了刮板摩擦阻力，设备运行平稳，噪声小，节能率40%左右，同时此结构在一定程度上也延长了链条及刮板的使用寿命。

3.4 齿轨座与挡板槽帮采用无底的互透结构

此结构很好的解决了齿轨座内易积煤的问题。不仅在一定程度上延长了齿轨座的寿命寿命，而且在升井维修时，也大大地减少了工人清理积煤的工作量。

3.5 推移耳采用单耳代替常规的双耳结构

单耳结构很好的解决了常规中部槽双耳在工作过程中易断裂的问题。此结构大大地延长了推移耳的寿命寿命。

3.6 互换性好

采用专用模具批量生产，并通过特殊设备进行矫形处理与数控加工，确保了产品尺寸的一致性和互换性。同时，采用模具批量生产也大大提高了中部槽的制作效率。

4 新型中部槽实际井下运用效果

实验方案：在两个条件相似的采煤工作面上各布置一条型号相同的刮板输送机，新型中部槽与传统中部槽分别安装在不同的刮板输送机上，在相同过煤量情况下，新型中部槽耐磨性是传统中部槽的2-3倍。

5 结语

通过在井下的实际应用，新型中部槽性能比较理想，使用效果普遍反应较好。与传统焊接中部槽相比，中部槽使用寿命待到了很大的提高。该新型中部槽可以在井下综采工作面大范围推广应用，该成果不仅为煤矿的正常生产提供了基础保障，而且会大大降低井下工人对设备的维修工作量，减少了煤矿对采煤设备的维修成本，提高了煤矿的综合经济效益。