熊志強(qiáng)

（晉能控股裝備制造集團(tuán)大同機(jī)電裝備公司，山西 大同 037001）

1 項(xiàng)目背景

為適應(yīng)智慧礦山建設(shè)高端化、智能化、自動(dòng)化機(jī)電裝備制造的戰(zhàn)略要求，同時(shí)也為滿足礦方用戶更加個(gè)性化、專業(yè)化的綜采設(shè)備定制要求。2019 年應(yīng)同煤集團(tuán)機(jī)電處要求對(duì)晉華宮礦工作面煤層地質(zhì)條件的特殊性進(jìn)行分析，定制此專用刮板輸送機(jī)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(jì)方案

2.1 研究思路

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

2.2 研究?jī)?nèi)容

2.2.1 機(jī)頭、機(jī)尾動(dòng)力部設(shè)計(jì)技術(shù)

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

2.2.2 機(jī)頭、機(jī)尾液壓調(diào)底裝置設(shè)計(jì)技術(shù)

針對(duì)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(jī)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)兩巷底板高低不均的狀況發(fā)生，此時(shí)刮板機(jī)頭、尾處于懸空狀態(tài)無(wú)法進(jìn)行正常工作，常規(guī)結(jié)構(gòu)的機(jī)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(diǎn)為要求，專門(mén)設(shè)計(jì)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(dòng)力源，配合安裝活動(dòng)調(diào)高墊鐵，上聯(lián)接板設(shè)計(jì)為前后角度可轉(zhuǎn)式，能有效地滿足機(jī)頭架實(shí)際工作中的俯角狀態(tài)，避免剛性應(yīng)力集中。在設(shè)計(jì)時(shí)，以確保刮板機(jī)卸載高度800 mm（根據(jù)三機(jī)配套）為基礎(chǔ)，將裝置最低高度設(shè)計(jì)為800 mm，通過(guò)油缸行程活動(dòng)調(diào)節(jié)0～400 mm 范圍，最高達(dá)到1200 mm 調(diào)節(jié)高度，滿足工況極限需求。

2.2.3 緊湊型機(jī)頭-過(guò)渡槽二合一技術(shù)

為保證此工作面兩巷暢通的布機(jī)要求，將機(jī)頭和過(guò)渡槽設(shè)計(jì)為一體式的喇叭口緊湊型結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)度為2 400 mm），對(duì)過(guò)渡槽段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在鏈環(huán)與鏈輪的傳動(dòng)過(guò)程中，引入了空間嚙合理論，并將齒輪傳動(dòng)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(shí)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(guò)渡槽的整體強(qiáng)度，同時(shí)又能使采煤機(jī)割透底板長(zhǎng)度范圍內(nèi)三角煤，清理地鼓部分實(shí)現(xiàn)有效推溜。

2.2.4 機(jī)頭、機(jī)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(dāng)采煤機(jī)割煤至煤壁處時(shí)會(huì)使煤流落入巷道底板而無(wú)法及時(shí)回采收集。針對(duì)此情況，專門(mén)設(shè)計(jì)機(jī)頭、尾接煤裝置，附帶安裝在機(jī)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(dòng)力源。機(jī)頭側(cè)與轉(zhuǎn)載機(jī)卸煤槽搭接，使得落煤流有效落入轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)煤槽，機(jī)尾側(cè)落煤流通過(guò)滾筒回轉(zhuǎn)有效回收至鏟板側(cè)。此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)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(jìn)行，同時(shí)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(diǎn)

3.1 應(yīng)用效果

此起底巷高端刮板機(jī)研制成功后，已在同煤集團(tuán)晉華宮礦投入使用，經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，整機(jī)性能穩(wěn)定、滿足配套要求，礦方反映良好、評(píng)價(jià)高，為提高綜合機(jī)械化采煤效率提供了有力的保障，為做強(qiáng)同煤奠定了基礎(chǔ)。此種刮板機(jī)的研制成功，對(duì)服務(wù)礦山個(gè)性化定制設(shè)備、對(duì)打造煤機(jī)高端制造主業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 創(chuàng)新點(diǎn)

3.2.1 緊湊型機(jī)頭-過(guò)渡槽二合一技術(shù)

將機(jī)頭和過(guò)渡槽設(shè)計(jì)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(shí)又保證了過(guò)渡槽的整體強(qiáng)度，避免了過(guò)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(jìn)度，同時(shí)又能使采煤機(jī)割透底板長(zhǎng)度范圍內(nèi)三角煤，清理地鼓部分實(shí)現(xiàn)有效推溜。

3.2.2 鏈輪組件雙重密封技術(shù)

對(duì)鏈輪軸組的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在浮動(dòng)密封環(huán)的外圍設(shè)計(jì)一層疊環(huán)密封，有效阻止煤泥進(jìn)入鏈輪內(nèi)部和浮動(dòng)密封環(huán)接觸，避免浮動(dòng)密封環(huán)因外圍磨損而失效，有效的解決了漏油問(wèn)題。

3.2.3 中部槽耐磨性處理技術(shù)

中部槽長(zhǎng)期處于彎曲狀態(tài)下運(yùn)行，結(jié)合中雙刮板鏈的運(yùn)行特點(diǎn)，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(bào)廢。為此在中部槽槽幫鏈道兩端進(jìn)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(jī)頭、機(jī)尾接煤裝置技術(shù)

此結(jié)構(gòu)機(jī)頭、尾接煤裝置，使得機(jī)頭側(cè)落煤流有效落入轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)煤槽、機(jī)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(jìn)行。

3.2.5 傳動(dòng)部垂直布置技術(shù)

針對(duì)此薄煤層、起底巷、過(guò)渡支架超前支護(hù)等特殊要求，將原有水平布置的傳動(dòng)形式改造為垂直布置形式，對(duì)其傳動(dòng)部速比配合、鏈輪連接方式、聯(lián)接罩等結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新分析設(shè)計(jì)，達(dá)到傳動(dòng)要求和安裝尺寸要求。

3.2.6 機(jī)頭、機(jī)尾調(diào)底裝置設(shè)計(jì)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(yǔ)

隨著千萬(wàn)噸級(jí)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(lái)越多。針對(duì)個(gè)性化的三機(jī)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(kāi)采過(guò)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(jì)效益。