熊志強

（晉能控股裝備制造集團大同機電裝備公司，山西 大同 037001）

1 項目背景

為適應(yīng)智慧礦山建設(shè)高端化、智能化、自動化機電裝備制造的戰(zhàn)略要求，同時也為滿足礦方用戶更加個性化、專業(yè)化的綜采設(shè)備定制要求。2019 年應(yīng)同煤集團機電處要求對晉華宮礦工作面煤層地質(zhì)條件的特殊性進行分析，定制此專用刮板輸送機成套設(shè)備。該設(shè)備有效滿足了礦方特殊工況的使用要求。此設(shè)備是專礦專用，已經(jīng)研制投產(chǎn)近一年，有效保證了高產(chǎn)、高效、高穩(wěn)定性的要求。

2 設(shè)計方案

2.1 研究思路

該刮板輸送機適用于15°以下的緩傾斜中厚煤層、薄煤層回采工作面。在對此起底巷道、薄煤層專用刮板輸送機研制的過程中，我們對其使用工況進行了深入的模擬分析，在總結(jié)先進經(jīng)驗及客戶反饋意見的基礎(chǔ)上，對整機部分結(jié)構(gòu)進行了實質(zhì)性革新，對其材料進行了高層次加強，從而使其更加符合該工作面的實際需求，同時也更加提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 研究內(nèi)容

2.2.1 機頭、機尾動力部設(shè)計技術(shù)

針對此工作面巷道尺寸小、煤層薄、過渡架需超前支護、需保證行人空間等特點，對該刮板輸送機傳動部進行垂直布置設(shè)計。將原有橫向布置的傳動部改為縱向布置，由此導(dǎo)致機頭傳動部單側(cè)垂直承重力過大，同時也使得傳動時的受力狀況發(fā)生了很大改變。因此對其傳動部速比配合、鏈輪聯(lián)接方式、罩筒聯(lián)接部及液壓馬達緊鏈器等結(jié)構(gòu)進行了重新設(shè)計、驗算，保證在滿足正常裝機功率要求的同時也要符合安裝尺寸的空間要求。

2.2.2 機頭、機尾液壓調(diào)底裝置設(shè)計技術(shù)

針對該礦的巷道底板情況和煤層賦存高度，綜采設(shè)備在向前正常推機的過程中會出現(xiàn)兩巷底板高低不均的狀況發(fā)生，此時刮板機頭、尾處于懸空狀態(tài)無法進行正常工作，常規(guī)結(jié)構(gòu)的機頭、尾推移部已不能滿足此起底巷的特殊推移要求。故以滿足頭尾推移點為要求，專門設(shè)計由小型油缸作為調(diào)節(jié)支撐而起到起底作用調(diào)節(jié)底座。此結(jié)構(gòu)以推移大底板為基座，在其上焊接框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)內(nèi)裝伸縮油缸作為調(diào)節(jié)高低的動力源，配合安裝活動調(diào)高墊鐵，上聯(lián)接板設(shè)計為前后角度可轉(zhuǎn)式，能有效地滿足機頭架實際工作中的俯角狀態(tài)，避免剛性應(yīng)力集中。在設(shè)計時，以確保刮板機卸載高度800 mm（根據(jù)三機配套）為基礎(chǔ)，將裝置最低高度設(shè)計為800 mm，通過油缸行程活動調(diào)節(jié)0～400 mm 范圍，最高達到1200 mm 調(diào)節(jié)高度，滿足工況極限需求。

2.2.3 緊湊型機頭-過渡槽二合一技術(shù)

為保證此工作面兩巷暢通的布機要求，將機頭和過渡槽設(shè)計為一體式的喇叭口緊湊型結(jié)構(gòu)（長度為2 400 mm），對過渡槽段進行優(yōu)化設(shè)計，在鏈環(huán)與鏈輪的傳動過程中，引入了空間嚙合理論，并將齒輪傳動的嚙合特性分析方法用于研究鏈環(huán)鏈輪的嚙合特性，保證鏈輪回轉(zhuǎn)時鏈條的高效嚙合、減少磨損。此結(jié)構(gòu)既保證了有效平行卸載高度，又保證了過渡槽的整體強度，同時又能使采煤機割透底板長度范圍內(nèi)三角煤，清理地鼓部分實現(xiàn)有效推溜。

2.2.4 機頭、機尾接煤裝置技術(shù)

由于頭、尾巷底板與工作面不在同一水平高度，當采煤機割煤至煤壁處時會使煤流落入巷道底板而無法及時回采收集。針對此情況，專門設(shè)計機頭、尾接煤裝置，附帶安裝在機頭、尾煤壁側(cè)，此裝置為內(nèi)外伸縮抽屜式結(jié)構(gòu)，以小油缸作為伸縮動力源。機頭側(cè)與轉(zhuǎn)載機卸煤槽搭接，使得落煤流有效落入轉(zhuǎn)載機運煤槽，機尾側(cè)落煤流通過滾筒回轉(zhuǎn)有效回收至鏟板側(cè)。此設(shè)計簡單實用，有效節(jié)約了人工清理大量浮煤成本，保證了推溜的正常進行，同時也大大提高了生產(chǎn)操作的安全性和高效性。

3 應(yīng)用效果及創(chuàng)新點

3.1 應(yīng)用效果

此起底巷高端刮板機研制成功后，已在同煤集團晉華宮礦投入使用，經(jīng)過近一年的運行，整機性能穩(wěn)定、滿足配套要求，礦方反映良好、評價高，為提高綜合機械化采煤效率提供了有力的保障，為做強同煤奠定了基礎(chǔ)。此種刮板機的研制成功，對服務(wù)礦山個性化定制設(shè)備、對打造煤機高端制造主業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2 創(chuàng)新點

3.2.1 緊湊型機頭-過渡槽二合一技術(shù)

將機頭和過渡槽設(shè)計為一體式的喇叭口緊湊型結(jié)構(gòu)，既保證了有效平行卸載高度，同時又保證了過渡槽的整體強度，避免了過渡槽聯(lián)接處由于高度不銜接跳鏈、刮板扳槽、端頭斷裂等現(xiàn)象，提高使用效率，避免影響生產(chǎn)進度，同時又能使采煤機割透底板長度范圍內(nèi)三角煤，清理地鼓部分實現(xiàn)有效推溜。

3.2.2 鏈輪組件雙重密封技術(shù)

對鏈輪軸組的密封結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，在浮動密封環(huán)的外圍設(shè)計一層疊環(huán)密封，有效阻止煤泥進入鏈輪內(nèi)部和浮動密封環(huán)接觸，避免浮動密封環(huán)因外圍磨損而失效，有效的解決了漏油問題。

3.2.3 中部槽耐磨性處理技術(shù)

中部槽長期處于彎曲狀態(tài)下運行，結(jié)合中雙刮板鏈的運行特點，兩端很容易出現(xiàn)" 喇叭口"，特別是凹端頭容易出現(xiàn)因磨透導(dǎo)致定位失效，造成中部槽報廢。為此在中部槽槽幫鏈道兩端進行耐磨處理，其具體為采用堆焊或者激光熔覆技術(shù)熔覆一層耐磨涂層，以此顯著提高其中部槽槽幫的耐磨性，延緩" 喇叭口"的出現(xiàn)，提高中部槽使用壽命。

3.2.4 機頭、機尾接煤裝置技術(shù)

此結(jié)構(gòu)機頭、尾接煤裝置，使得機頭側(cè)落煤流有效落入轉(zhuǎn)載機運煤槽、機尾側(cè)落煤流有效回收至鏟板側(cè)。從而節(jié)約了人工清理浮煤成本，也保證了推溜的正常進行。

3.2.5 傳動部垂直布置技術(shù)

針對此薄煤層、起底巷、過渡支架超前支護等特殊要求，將原有水平布置的傳動形式改造為垂直布置形式，對其傳動部速比配合、鏈輪連接方式、聯(lián)接罩等結(jié)構(gòu)進行重新分析設(shè)計，達到傳動要求和安裝尺寸要求。

3.2.6 機頭、機尾調(diào)底裝置設(shè)計技術(shù)

此結(jié)構(gòu)輕便靈活可調(diào)、能適合不同情況下的推移高度要求，從而適合不同的起底高度。避免了井下采用墊木樁、墊鐵板等這種低效率、低安全性的操作方法。

4 結(jié)語

隨著千萬噸級智慧礦井的不斷建設(shè)，煤層工作面的不斷延伸發(fā)展，各種煤層賦存條件不同、厚度不均、采掘工藝不同的情況越來越多。針對個性化的三機選型配套要求，就要研制更加符合工作面使用的專用設(shè)備。此設(shè)備的成功研制，不但減少了生產(chǎn)成本，而且提高了生產(chǎn)效率，使其在開采過程中更加靈活，這些都為礦方增產(chǎn)增收、降低成本創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益。