祁靈通

(晉能控股裝備制造集團 金鼎煤機礦業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

晉能控股裝備制造集團長平礦5302綜采工作面煤層平均厚度為5.48 m，最大厚度為5.64 m，工作面平均采高為3.2 m，放煤厚度為2.28 m，采放比為1∶0.713。根據(jù)煤層作業(yè)環(huán)境決定采用放頂煤工藝，配套設(shè)備為金鼎公司SGZ1000/2000前后部刮板機、SZZ1200/525轉(zhuǎn)載機、PLM3500破碎機、ZF11000-20.5-38D型液壓支架和MG500/1170-AWD1型雙滾筒采煤機。

在特殊工況使用過程中，采煤機截割滾筒在刮板機機頭和機尾位置處走不到煤壁極限位置，臥底量不足，煤壁不能被徹底割透，需人工清理，造成設(shè)備推進不暢；且推移底板體積龐大，增加了刮板機與底板間的摩擦阻力，使得推移工作費時費力，降低了推進效率；機尾緊鏈工作為人工作業(yè)，機械沖擊大，不利于人身安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭設(shè)備逐步向高端智能化方向發(fā)展，刮板輸送機也需實現(xiàn)實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸和故障自動診斷等功能，為此，金鼎煤機礦業(yè)有限公司決定對原有的SGZ1000/2000刮板機進行優(yōu)化升級。

1 三機配套參數(shù)

三機配套主要是解決各種綜采設(shè)備相互協(xié)調(diào)、相互制約的問題，其主要參數(shù)有：采煤高度、過煤空間、梁端距、鏟間距、行人空間、中部臥底量、機頭(尾)臥底量等，見表1。

表1 三機配套參數(shù) mm

臥底量是指采煤機搖臂下擺到極限位置時，滾筒最下截齒超出刮板機底板的垂直深度，臥底量設(shè)計是為了采煤機割平工作面底板，使設(shè)備適用于不同的地質(zhì)條件，尤其是機頭(尾)處的三角區(qū)，合理的臥底量可以使機頭尾推進順暢，有助于工作面的快速推進。在實際配套中，煤礦使用者對采煤機臥底量的要求都比較關(guān)注，尤其是機頭(尾)處臥底量。

2 刮板機結(jié)構(gòu)及參數(shù)

SGZ1000/2000刮板機設(shè)計為端卸方式、伸縮機尾結(jié)構(gòu)，功率為2×1 000 kW，驅(qū)動裝置采用進口弗蘭德減速器和寧夏西北變頻電機平行布置；緊鏈方式為液壓閘盤緊鏈+機尾伸縮緊鏈，鏈速為1.35 m/s，運量為2 000 t/h；刮板鏈為中雙鏈形式，每掛長50 m、重9 t；溜槽采用整體鑄焊封底板結(jié)構(gòu)，板材材質(zhì)采用進口450高強度耐磨鋼板，機頭、機尾采用各5節(jié)變線設(shè)計，變線總量為150 mm；聯(lián)接耳采用厚為110 mm、孔徑為Φ73 mm的單耳與支架推移桿聯(lián)接，機頭、機尾均設(shè)計了采煤機限位裝置；銷軌采用鍛造材質(zhì)，節(jié)距為147 mm。SGZ1000/2000刮板機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1-機頭部分；2-變線槽；3-中部槽；4-刮板鏈；5-銷軌；6-伸縮機尾；7-驅(qū)動裝置圖1 SGZ1000/2000刮板機結(jié)構(gòu)

3 優(yōu)化方案

3.1 機頭、機尾部分優(yōu)化

原采煤機走到刮板機機頭極限位置時，截割滾筒距離鏈輪中心1 382 mm，為滿足快速推進需求，礦方要求采煤機截割滾筒與刮板機機頭鏈輪中心重合或越過鏈輪中心，采煤機走到刮板機機尾極限位置時，截割滾筒距離鏈輪中心140 mm；為滿足復(fù)雜特殊的工況環(huán)境使用要求，礦方要求采煤機截割滾筒與刮板機機尾鏈輪中心重合或越過鏈輪中心，從而達到整個機尾組件推移底板處不留余煤的效果，方便刮板機的快速推進。

針對以上問題，我公司將原刮板機機頭部分中心高由1 020 mm降到1 000 mm，同時對外形輪廓也進行了改進，增大其臥底量；將機頭過渡槽也作出相應(yīng)改進，與之配套的擋板較之前增設(shè)一節(jié)六齒銷軌，結(jié)構(gòu)設(shè)計為變線擋板；與其配套的鏟板改進與擋板相似，最大限度發(fā)揮采煤機在機頭處的割煤效果。優(yōu)化機頭結(jié)構(gòu)后采煤機在極限位置的配套關(guān)系如圖2所示。

機尾部分從原中心高850 mm降到800 mm，增大其臥底量，同時改變活動翼板結(jié)構(gòu)，使采煤機搖臂盡可能地前移；將機尾處擋板重新設(shè)計，增加銷排；為方便采煤機行走，新式擋板處還增設(shè)一節(jié)電纜槽。優(yōu)化機尾結(jié)構(gòu)后采煤機在極限位置的配套關(guān)系如圖3所示。

3.2 推移部分優(yōu)化

原推移部分存在體積過大、復(fù)雜工況時推進難度大等問題，為此在機頭、機尾推移處均增設(shè)抬高裝置，以方便遇到復(fù)雜工況時的推進；機尾推移由原整體結(jié)構(gòu)設(shè)計為分體結(jié)構(gòu)，方便組裝及運輸。優(yōu)化后的推移橫梁結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1-采煤機搖臂；2-機頭架；3-過渡槽圖2 優(yōu)化機頭結(jié)構(gòu)后采煤機在極限位置的配套關(guān)系1-刮板機尾部分；2-采煤機搖臂圖3 優(yōu)化機尾結(jié)構(gòu)后采煤機在極限位置的配套關(guān)系1-抬高裝置；2-推移橫梁；3-聯(lián)接座圖4 優(yōu)化后的推移橫梁結(jié)構(gòu)(增加抬高裝置)

為方便機頭、機尾處的端頭架、過渡架和中間架之間能更好地過渡，在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加過渡推移底座，由原設(shè)備的頭尾各三部增加為頭尾各六部，均通過固定銷與變線槽聯(lián)接。過渡推移底座結(jié)構(gòu)如圖5所示。

1-推移底座；2-固定銷圖5 過渡推移底座結(jié)構(gòu)

3.3 驅(qū)動部分優(yōu)化

驅(qū)動部分配備了油溫傳感器、油位傳感器、冷卻水壓力傳感器、水流量傳感器、定子繞組溫度監(jiān)測傳感器和電機軸承溫度等監(jiān)測監(jiān)控裝置，并具備數(shù)據(jù)采集上傳功能，同時建立機頭、尾監(jiān)測分站，實現(xiàn)了傳動部關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、顯示、傳輸，為智能化奠定良好基礎(chǔ)。變頻電機可通過負載變化自動調(diào)整運行速度，并通過集中控制系統(tǒng)進行遠程控制和對刮板機運行工況進行監(jiān)測監(jiān)控。通過變頻一體機的應(yīng)用，實現(xiàn)電氣軟啟動代替耦合器機械軟啟動，解決重載啟動難題，具有電氣(機械)沖擊小、全程動態(tài)功率平衡、節(jié)能降耗、低速檢修等優(yōu)勢，驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

3.4 緊鏈系統(tǒng)升級

機尾處布置鏈條自動張緊控制系統(tǒng)，實現(xiàn)刮板機自張緊功能，鏈條可始終處于理想張力狀態(tài)，減阻降耗。其原理是通過感應(yīng)油缸無桿腔內(nèi)壓力的變化來控制其伸縮，實現(xiàn)鏈條的自動張緊與松弛：當(dāng)油缸無桿腔壓力達到上行臨界點壓力值時，油缸泄液收縮，鏈條松弛；當(dāng)油缸無桿腔壓力降到下行臨界點壓力值時，控制閥組給油缸供液，油缸伸出，鏈條張緊；當(dāng)油缸無桿腔壓力保持在區(qū)間壓力值時，系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)，不動作，即鏈條處于適合張緊狀態(tài)。伸縮機尾控制系統(tǒng)如圖7所示。

1-減速器；2-傳感器；3-變頻一體機圖6 驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖7 伸縮機尾控制系統(tǒng)

4 優(yōu)化效果

優(yōu)化后的SGZ1000/2000刮板機與原刮板機相比，機頭、尾處有了更大的臥底量，有效地提高了采煤機在刮板輸送機機頭和機尾處的割煤效果，同時與改進后的推移裝置配合，保障采煤工作面的順利推進。優(yōu)化前、后的刮板機參數(shù)見表2，改進后的SGZ1000/2000刮板機如圖8所示。

表2 優(yōu)化前、后的刮板機參數(shù)

圖8 改進后的SGZ1000/2000刮板機

5 結(jié)語

原SGZ1000/2000刮板機在實際使用過程中遇到種種弊端，通過本次改進，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)形式，使SGZ1000/2000刮板機使用性能得到了很大提升，同時可為其他型號刮板機的設(shè)計提供參考。