提高转载机在复杂地质条件下整体性能的研究

邓柱林

摘 要：本文以煤矿井下实际地质情况为依据，以提高转载机强度和增大安全系数为目标，探索了转载机在复杂地质条件下提高整体综合性的途径和方法，为提高转载机的使用寿命、减小部件磨损、降低劳动强度、增大安全系数等积累了经验。

关键词：转载机;综合整体性能;复杂地质条件

中图分类号：TD528文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0064-03

Research on the Comprehensive Improvement of Overall Performance of

the Reloader Under Complex Geological Conditions

——Take No.13 Mines of Pingdingshan Tianan Coal Industry Co.， Ltd. for Example

DENG Zhulin

（No.13 Mines of Pingdingshan Tianan Coal Industry Co.， Ltd.，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： Based on the actual geological conditions of underground coal mine， aiming at increasing the strength and safety factor of the transporter， this paper explored the ways and methods to improve the overall comprehensiveness of the transporter under complex geological conditions. This paper had accumulated experience in improving the service life of the reproducer， reducing the wear of parts， reducing the labor intensity and increasing the safety factor.

Keywords： reproduced machine;overall performance;complex geological conditions

平顶山天安煤业股份有限公司十三矿（以下简称“十三矿”）地质条件复杂，煤层倾角大，断层发育丰富，煤层厚度不均（2.12～7.53m），给回采造成了较大困难，尤其加剧了综采设备的磨损。以该矿使用的SZZ-764/200型桥式转载机来说，上分层开采时遇到的断层和下分层顶板冒落的岩石及薄煤带都会加剧转载机槽子中板、链道及刮板等部件的极速磨损。此外，国内生产的转载机在快速拉移、机头自动支撑、安全设施和防尘方面也不能完全满足复杂地质条件下的合理应用需求，其安全系数低，强度小，不能适应矿井的高产高效生产。因此，对转载机在复杂地质条件下的适应性进行改造就显得尤为必要[1]。

1 研究方法

本文采用的研究方法主要有以下幾个。

①文献资料法。通过相关书籍及网络文库了解该课题目前的研究现状，并查询类似项目的研究数据，为该课题的研究奠定理论基础。

②技术调查法。通过与集团公司各单位的良好合作关系，对其进行实地调查研究，了解其他单位的思路和现场状况，并与厂家技术人员进行沟通。

③实地调研法。通过实地查看，结合井下实际情况，确定课题研究方法。

④经验问询法。通过对井下实际操作人员进行沟通，得出井下在实际操作过程中遇到的问题，并总结一些使用经验以完成该课题研究。

⑤试验应用法。通过在“十三矿”己15-17—11072采煤工作面实地应用转载机，研究其是否符合复杂地质条件下的应用。

2 研究方案

“十三矿”现在所使用的转载机，在井下实际生产过程中还存在一些缺陷和不足，这些问题明显制约着安全生产和高产高效。为了解决这些问题，本文以“十三矿”井下实际情况为依据，对转载机的结构特点做了以下研究，为今后转载机在复杂地质条件下的应用积累了一些宝贵经验[2]。

2.1 提高转载机凸槽综合性能的研究

由于转载机凸槽结构形状较为特殊，中双链在凸起中板上运行时，链子是紧贴在中板上的，因此，造成链道下的中板使用不久就会出现一道深深的磨痕沟，时间长了就会磨透造成漏煤。

针对上述情况提出了两种方案。方案一是选择强度更高的16Mn低合金钢板，再通过等离子熔覆焊增加中板表面强度，然后再在中板上用耐磨焊条焊“之”字，以增长使用时间。但是，从该方案在井下的实际应用效果来看，其虽然使用时间较长，但随着长时间的使用，最终会出现磨透漏煤的现象，最后只能更换凸槽。因此，该方案不能解决更换凸槽的问题。

方案二是在方案一的基础上，将转载机凸槽中板设计成可更换式中板。如果井下凸槽中板出现磨透漏煤情况，可以利用检修时间进行更换，这不仅会缩短更换时间，而且不会影响正常生产。因此，确定使用方案二。

2.2 提高转载机凹槽综合性能的研究

转载机凹槽也是一个具有特殊结构的溜槽。由于中间设计的有一点凹陷，这样就会形成转载机刮板链运行到凹槽时，出现刮板上漂，形成与C型刮板道槽帮内上平面接触性磨擦。时间一长，就会出现槽帮上面磨薄变窄，造成刮板出槽飘链子。

研究方案是：通过在凹槽刮板道槽帮内侧上平面加焊耐磨筋以及在槽帮外侧上平面加焊一层耐磨钢板来缓解磨损程度，从而防止槽帮磨透变窄出现飘链子的情况。

2.3 提高转载机机头架支撑性能的研究

目前，“十三矿”转载机机头架与胶带运输机机尾承载段分离的办法是：使用两根单体柱分别支撑住转载机机头架两侧的槽帮，然后供液用单体柱支撑机头架。这样的操作方法不但劳动强度大，而且存在单体柱弹跳伤人的不安全因素。

研究方案是：利用液压系统在转载机机头架下安装一个可纵、横向伸缩的千斤顶支架，并通过液压阀组控制其动作来代替用单体柱支撑机头架的方法。该装置在设计过程中遵循结构简单、容易操作、调整方便、安装维修容易的指导思想。因此，具有操作方便、运行平稳、安全可靠等优点，可满足工作面高产高效的要求。不仅可以实现一人一机操作，确保生产运行平稳可靠，还杜绝了之前提到的单体机弹跳伤人事故。

2.4 提高转载机拉移方式的研究

目前，“十三矿”在拉移转载机时，采取的是锚固拉移装置。该装置拉移速度慢，每次挪移、搬迁拉移装置时较烦琐，职工的劳动强度增大，遇到底板岩性软、水煤泥时拉移较困难。同时，还存在断链等不安全因素，严重制约安全高效的原煤生产。

研究方案是：利用液压系统及机械机构使转载机实现自移，替代传统的锚固式拉移装置。其设计理念就是以滚动摩擦代替滑动摩擦，减小摩擦力来实现轻松拉移转载机的目的。该装置具有自动前移、调偏和调高等功能，可以满足工作面高产高效的要求。其设计遵循结构简单、容易操作、调整方便、安装维修容易的主导思想。

2.5 提高转载机机头落煤方式的研究

当转载机机头向胶带运输机上落煤时，由于两者搭接上存在1m左右的高差，因此煤矸掉落时，会产生一定的冲击力，给皮带造成一定的损害，同时也会砸坏皮带托辊，影响正常生产。

研究方案是：在转载机机头两块挡矸板之间加装一个煤矸缓冲器，利用缩小机头与皮带落煤时的高差和二次缓冲来减小煤矸掉落时的冲击力，以达到保护皮带和皮带机尾托辊的目的。

2.6 提高转载机溜槽C型刮板道槽帮性能的研究

转载机C型刮板道是刮板的滑行通道，在运行过程中，当刮板与槽帮间隙较大时，大量的煤矸石被夹杂在刮板与刮板道槽帮之间的间隙中，从而加剧C型刮板道槽帮内面的磨损，再加上井下潮湿的环境，久而久之槽帮就会锈蚀磨透，从而造成溜槽两侧漏煤，影响正常生产。

研究方案是：①在转载机溜槽外侧对应C型刮板道槽帮的位置加焊耐磨钢板，防止槽帮锈蚀磨透漏煤;②在刮板道槽帮内侧用加焊“V”字型耐磨筋，提高耐磨强度。

2.7 提高转载机溜槽中板耐磨性能的研究

转载机的运输方式是煤矸和刮板链都在中部槽内滑行，当刮板和链条在中板上滑动时，煤和矸石便成为磨料，对中板起三体磨损，导致溜槽中板磨损失效。其失效形式是由于刮板圆环链与中板之间存在煤块、煤矸石等磨料，承受圆环链的磨料磨损外，还受到粘着磨损，这种磨损形式为金属与金属间摩擦磨损，还有在腐蚀介质下的腐蚀磨损。

研究方案是：选用高强度耐磨钢板做中板，并对其表层进行强化，加强中板的耐磨强度。根据研究，确定对中板进行等离子熔覆焊，并在中板上层加焊“之”耐磨筋，以提高其强度，延长使用寿命。但必须掌握以下几点技术要求：①焊接母材的质量指标符合或等效于高强耐磨钢板;②焊接材料的强度指标及化学成分接近于母材而低于圆环链，以避免对刮板链的过度磨损，如采用铁基Cr-Mo系低碳低合金钢堆焊合金粉末压制块及D212焊条;③合理选择焊接中板的焊接方法，如融合采用自熔复堆焊与焊丝堆焊;④施焊部位严格清理除锈。

2.8 提高转载机机头综合防尘的研究

安装在进风巷的转载机在向胶带运输机落煤时，扬起的煤尘会随着风流重新进入工作面，造成工作面煤尘过大，同时加装在转载点喷雾雾化效果差且水流大，容易出现水煤，造成皮带拉水多，影响皮带运行和文明生产。

研究方案是：在转载机机头架上设计一个防尘罩，并在防尘罩内加装一组风水联动喷雾，这样可以大幅降低煤尘回流，同时风水联动喷雾雾化效果好，使用水量小，可以降低出水煤的概率。

2.9 转载机落地槽段顶封盖板影响检修的研究

转载机落地槽段的卸料槽上都安装有顶封盖板，这样可以防止人员在巷道支护时因不慎掉入转载机内，同时还可以在封盖板上存放备用物品等，但这会增加检修工作的难度。

研究方案是：把转载机落地段溜槽的顶封盖板设计成一个可随时打开的两两相对的合页式顶封盖板，以便于正常检修和清理巷道煤矸。

2.10 转载机行走部因机身不平衡卡绊皮带机尾托辊架的研究

转载机机头行走部是骑跨在胶带运输机机尾承载段上的，依靠行走轮在承载段两侧的导轨上滚动来完成移动。但当井下地质条件复杂、涌水量大、底板松软时，机尾承载段就会下陷，一侧下陷就会出现转载机机身不平衡，在拉移转载机时，行走部就会卡绊机尾承载段的缓冲托辊架，从而影响生产。

研究方案是：通过观察转载机行走部的结构，发现原厂生产的行走部小跑车支撑滚轮直径只有160mm，正常安装后小破车底边距离皮带机尾承载段缓冲托辊架只有50mm的间距，正常情况下可以满足移动。但遇到底板出水变得松软导致转载机机头架一侧歪斜时，就会出现行走部小跑车底边卡绊皮带机尾承载段缓冲托辊。因此，根据井下实际情况，决定增大行走部小破车滚轮直径，以提高其间距以满足小跑车移动。

2.11 转载机因煤量大顶拱溜槽封盖板的研究

转载机落地段溜槽封顶后，上封盖板时常因通过的煤量大及大块煤矸石而发生拱起变形，既影响设备完好性能，又影响上覆存放的备件及转载机开关摆放的平衡性。

研究方案是：在转载机第一节封盖板溜槽上加装了一根矿用工字钢，当有大量煤及煤矸石通过时，该装置就可以将通过的煤平整掉一些，以免拱顶溜槽上封盖板，另外还可以阻挡因停车不及时而出现的大块矸石，有效保护溜槽封蓋板。

2.12 提高转载机减速机综合性能的研究

转载机在井下实际生产过程中，会因为各种原因而造成频繁停车、起车，从而造成转载机减速机与电机连接的一轴磨损过快，导致一轴平键及键槽损坏，影响正常生产。

研究方案：①与厂家沟通后，将减速机一轴的平键连接方式改为花键连接，这样就增强一轴连接的啮合程度;②在原有平键连接方式的一轴上多加工2个备用键槽，这可以减少更换转载机一轴的频率。

2.13 提高转载机机头落煤综合性能的研究

转载机向胶带运输机落煤时，所掉落的煤矸石自身带有一定的惯性，会向前冲出一段距离，转载机原本的挡杆板长度不够，导致煤矸石不能掉落在皮带上。另外，挡矸板和皮带不能直接接触，留有一定的间距，当煤量较大时，掉落在皮带上的煤矸会顺着皮带和挡矸板的间隙散落在皮带两侧，增加清理工作强度。

研究方案：①适当增大原本转载机挡杆板的长度，以增加挡矸距离;②在挡矸板的末端钻孔加一截皮带，使挡矸板和皮带完全接触。

2.14 提高转载机刮板综合使用性能的研究

转载机在复杂地质条件下磨损比较快的配件是转载机刮板。一块全新的刮板在运输矸石的情况下，最多使用1个月两端就会磨秃变短，从而造成转载机飘链子。这时就需要大量更换刮板，而更换下来的刮板只能报废，因此极大程度上增加了投入成本。

研究方案是：转载机刮板出厂长度为708mm，在井下使用1～2个月后，长度会降至670～690mm，个别严重的已达到了660mm。为了能继续使用这些变短的刮板，决定使用高强度耐磨焊条对刮板进行堆焊修复。

3 结语

本文通过对“十三矿”转载机在复杂地质条件下提高综合整体性能的研究，总结了在复杂地质条件下转载机提高整体综合性能的经验和方法，为煤矿节约资金，降低消耗，提高单产水平，实现高产高效、安全生产提供了有益借鉴。

参考文献：

[1]王赟.薄煤层转载机关键技术研究[J].科技创新与生产力，2017（8）：116-117.

[2]马建洪.矿用转载机自移装置设计与应用[J].中国高新技术企业，2013（18）：15-16.