超重型刮板转载机的拉移提速改进

马晓林

（山西焦煤西山煤电官地矿机电科内维队， 山西 太原 030000）

引言

刮板转载机是综采工作面的关键设备之一，承担着将采煤机切割下来的原煤运出工作面的重要任务[1]。刮板转载机一般被设置在运输顺槽的端部，利用支撑小车或者皮带运输机的自移动抬高卸载端。随着工作面的推进，刮板转载机必须随之移动[2]。由于综采工艺的发展，采煤机的割煤速率与刮板转载机运输效率得到大大提高，使得工作面的推移速度加快，这就需要在增强刮板转载机运载能力的同时，还需提高其移动速度[3]。介于此，亟待对超重型刮板转载机进行改进以提高刮板转载机的移动速度。

1 现场概况

某矿3005工作面的设计生产能力为600 t/a，该工作面采用的是倾斜长壁综采放顶煤采煤工艺。3005工作面的主要机械设备配置如表1所示。由表可知，该工作面的设备功率可以满足600万t/a的产量要求，但SZZ1350/700型顺槽用刮板转载机的移动速度较慢，制约了工作面生产效率的提高。

表1 3005工作面主要机械设备

2 SZZ1350/700顺槽刮板转载机的性能及缺陷

2.1 性能参数（见表2）

表2 SZZ1350/700顺槽刮板转载机的主要性能参数

2.2 缺陷分析

由于SZZ1350/700型顺槽刮板转载机的尺寸过大，综采工作面空间有限，且配套设备众多，导致在使用过程中该设备存在如下缺陷。

1）SZZ1350/700型顺槽刮板转载机的机身长度为65 m，巷道内存在超前支架，支架与转载机之间需进行配合，因此刮板转载机落地段中部槽数量有27节，与之配套的重型破碎机的长度为46 m。这导致刮板转载机占用的空间进一步增加，并且刮板转载机的整体重量超过200 t，要求提供更大的拉力。在采用绞车拉移过程中，容易由于绳子中的张力过大，出现短绳或崩绳伤人事故。

2）该工作面采用传统的锚固拉移刮板转载机的方式。该种方式的存在如下不足：第一，由于存在矿压的影响，巷道和支架会出现变形，并且在巷道内布置有皮带运输机与轨道，不利于安设锚固座；第二，每次拉移转载机需要花费25～30 min，每天需要拉移6～8次，并且在拉移时为减小拉移阻力需要停止其他设备，导致每天因拉移刮板转载损失有效工作时间超过1.5 h；第三，在进行拉移刮板转载机时需要大量的人员参与，并且在该过程中可能出现锚固座拉毁、圆环链断裂、抬棚坍塌等事故，导致人员受伤。

3 设计方案

3.1 拉移阻力分析

刮板转载机的重量为200 t，在进行拉移时主要阻力来自于刮板转载机的落地段与底板之间的摩擦力和部分浮煤的阻力。

3.2 设计要求

考虑到综采工作面的环境和转载机的结构，应从如下方面进行设计改进：

1）以工作面端头支架为刮板转载机的主要拉移动力，在刮板转载机增加拉移装置提供辅助拉移动力，同时应注意避免巷道底板与转载机的落地段发生横向碰撞，防止对转载机的落地段造成损坏。

2）以哑铃式连接作为刮板转载机落地段槽间的连接方式，采用此种设计以适应凹凸不平的底板，同时可以消除在进行支架推移时由于巷道坡度变化产生的侧向分力，避免推移过程中出现螺栓折断。

3）在刮板转载机的机身的两侧成对安装多组支撑油缸，尽力拉移时，这些油缸共同作用抬起刮板转载机的落地段，通过缩小接触面积减小拉移过程中的拉移阻力。并且在刮板转载机的两侧对称安装一个推移油缸，为刮板装载机提供推移动力。

4）刮板转载机在安装辅助拉移装置后的尺寸不得大于转载机与端头支架、超前支架配合后的最大尺寸。

5）辅助拉移装置应安装方便，移动灵活，安全可靠。

3.3 支撑油缸及推移油缸安装位置分析

由于刮板转载机需要与刮板运输机、端头支架相配合，因此在刮板转载机机尾的落地段设有安装空间。破碎机位于刮板转载机两个落地段的中部，该部分的自重最大，超过50 t。若在破碎机上安装自移装置则需要在破碎机的上开设凹槽、推移槽和连接槽充当自移装置的连接点和推移点，使得承重段与自移装置的总长度超过12 m，同时还需要设置4组（每组2根）支撑油缸分担负荷，因此不宜在该处设置油缸。在对刮板转载机和使用环境进行细致考察后，发现进行施工时在转载机的落地段没有设置传统意义上的凹槽，因此可以将破碎机与转载机的爬坡段相连接，采用一节长度为1.5 m的连接槽代替破碎机入口处的推移槽和连接槽。采用此种设计破碎机与承重段的总长度仅为5.5 m，在减小该部分重量的同时，增强了辅助拉移装置的紧凑性，大大节约了空间，有利于使落地段离开底板，减小推移过程中支撑油缸和推移油缸的压力，有利于延长油缸的使用寿命。因此，最终油缸的安装位置确定为破碎机主架体的两侧安装2组支撑油缸，在破碎机入口前1.5m的连接槽上安装1组支撑油缸；在破碎机主体架的两侧安装1组推移油缸。

3.4 辅助自移装置的设计

设计的辅助自移装置主要包括：导轨、滚滑轮、连接架和液压系统等部件。支撑油缸的支撑段与导轨连接，辅助自移装置一端与刮板转载机连接，另一端与导轨横向连接。在相同接触条件下，滚动摩擦系数远小于滑动摩擦系数。辅助自移装置基于此原理，在刮板转载机拉移过程通过支撑油缸将刮板转载机的部分和破碎机支撑离开底板，辅助自移装置与导轨连接处抱紧，推移油缸推杆伸展，利用滚滑轮将刮板转载机和破碎机与底板的滑动摩擦替换为刮板转载机和破碎机与导轨之间的滚动摩擦，转载机与破碎机在推移油缸的推动下向前移动。在推移油缸推杆伸到顶端时，辅助自移装置与导轨连接处松开，推移油缸推杆回缩。如此往复，实现管板转载机和其上破碎机的移动。

4 现场应用

该矿3005综采工作面在对顺槽刮板转载机优化改进后，进行了半年的工业试验，经现场应用表明，改进后的顺槽刮板转载机产生如下效果：

1）仅需1名工人操控液压阀组就可完成顺槽刮板转载机拉移的全流程，并且改进后进行1次拉移仅需5 min，大大节约人力和时间。

2）支撑油缸的反应迅速，各推移油缸动作协调，未出现因拉移受力不均出现偏移的问题。并且由于采用了导轨，即使在凹凸不平底板处最大扰屈变形量不超过1.5mm/m，不会对顺槽刮板转载机的推移造成影响，提高了推移过程中安全性。

5 结论

在顺槽刮板转载机上安装支撑油缸和自动推移装置，可以实现单人、高效、安全地拉移顺槽刮板转载机。经现场应用表明，该改进减少了因拉移顺槽而损失的生产工时，增强了拉移过程中的安全性，为综采工作面高效稳定开采提供了保障。