張道林

（沁和能源集團有限公司永安煤礦，山西 晉城 048205）

引言

煤礦井下采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復雜系統(tǒng)，其工作環(huán)境非常惡劣。采煤機在工作過程中一旦發(fā)生故障就會導致整個采煤工作的中斷，甚至出現(xiàn)安全事故，造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。采煤機主要應用于中、小型礦井下緩傾薄煤層、極薄復合煤層的采煤工作面開切底槽，以起到掏槽落煤的作用。采煤機是實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機械化和現(xiàn)代化的重要設備之一，從當前實踐過程來看，采煤機在工作面的采煤工作過程中以及在煤礦內(nèi)部道路移動過程中，均易產(chǎn)生震動現(xiàn)象，而長時間的震動會對采煤機內(nèi)部的零件造成損害，并降低零部件的性能和使用壽命，從而導致采煤機故障頻發(fā)，進而出現(xiàn)安全隱患，造成經(jīng)濟損失。此外，由于采煤機在工作時缺乏固定支撐，系統(tǒng)震動很容易導致設備滑脫或是陷入土中，造成后續(xù)移動困難、延誤工作等問題。因此，針對采煤機在煤礦井下大傾角薄煤層巷道開采時存在著震動和滑脫問題，提供一種采煤機的減震防滑裝置，以降低采煤機設備損壞，減少安全事故的發(fā)生。

1 采煤機的減震防滑裝備的分析

1.1 結(jié)構(gòu)分析

為解決采煤機在工作時存在的震動和滑脫問題，提供了一種采煤機的減震防滑裝置，裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示。該裝置主要包括減震座、操作口、限位板、支撐板、固定桿、固定板、彈簧、固定塊、連接塊、連接桿、固定套、緩沖塊、緩沖板、安裝板、螺紋桿、旋鈕、滑輪、防滑板、防滑塊、防滑墊、防滑錨、防滑倒刺等部件。

圖1 減震防滑裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 減震防滑裝置固定套的剖視放大圖

減震防滑裝置的減震座內(nèi)部呈中空設計，且兩側(cè)內(nèi)壁滑動連接有支撐板，采煤機本體位于支撐板的上表面，減震座的頂壁貫穿開設有操作口，且在減震座的上表面靠近操作口的兩側(cè)均固定連接有限位板，減震座的兩側(cè)內(nèi)壁均固定連接有固定板，兩個固定板的上表面均固定連接有固定桿，且兩個固定桿的外表面均套接有第一彈簧，兩個固定桿的頂端均貫穿支撐板，且與固定塊固定連接，支撐板下表面靠近固定桿的兩側(cè)均固定連接有連接塊，減震座的內(nèi)底壁兩側(cè)均固定連接有固定套，兩個固定套的內(nèi)部均設置有第二彈簧與緩沖板，兩個緩沖板遠離第二彈簧的一側(cè)均固定連接有緩沖塊，兩個緩沖塊遠離固定套的一端均貫穿固定套并延伸至外部，且兩個緩沖塊與兩個連接塊之間分別轉(zhuǎn)動連接有連接桿，減震座兩側(cè)外壁均固定連接有安裝板，兩個安裝板的內(nèi)部均貫穿設置有螺紋桿。

如圖3所示，兩個螺紋桿的底端均固定連接有防滑板，兩個防滑板的兩端均固定連接有防滑塊，兩個防滑板的下表面均固定連接有多個防滑錨。

圖3 減震防滑裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖中A的放大圖

采煤機本體的頂端貫穿操作口向上延伸至減震座外部，減震座下表面兩側(cè)均設置有滑輪，便于進行移動采煤工作。

兩個第一彈簧的底端分別與兩個固定板固定連接，且兩個第一彈簧的頂端分別與支撐板下表面兩側(cè)固定連接，能夠支撐支撐板，使其保持穩(wěn)定，同時能夠提供一定的緩沖防護。

兩個第二彈簧的一端與固定套內(nèi)側(cè)壁固定連接，且兩個第二彈簧均遠離固定套內(nèi)側(cè)壁的一端與緩沖板固定連接，可帶動緩沖板進行移動，減小震動幅度，并提供一定的緩沖防護。

兩個緩沖板的頂端與底端分別與固定套的內(nèi)頂壁與內(nèi)底壁滑動連接，使緩沖板保持穩(wěn)定，同時能夠定向移動提供緩沖防護。

兩個螺紋桿分別與兩個安裝板螺紋連接，且兩個螺紋桿的頂端均固定連接有旋鈕，通過轉(zhuǎn)動旋鈕可調(diào)節(jié)螺紋桿的位置，以保證減震座的穩(wěn)定支撐。

兩個防滑板均呈弧形設計，四個防滑塊的下表面均設置有防滑墊，多個防滑錨的外表面均勻設置有多個防滑倒刺，能夠增大摩擦，使減震座保持穩(wěn)定，且防滑倒刺不易深入，能夠防止減震座深陷而導致后續(xù)移動困難問題的發(fā)生。

1.2 工作原理

在使用采煤機的減震防滑裝置時，將采煤機本體通過操作口置入減震座內(nèi)部，將減震座移動至合適位置，轉(zhuǎn)動旋鈕，使螺紋桿降下，將防滑錨插入土層，使防滑塊與防滑墊緊貼地面，進行減震座的穩(wěn)定防滑；采煤操作中，采煤機本體震動帶動支撐板下降，壓縮兩側(cè)第一彈簧，連接桿帶動緩沖塊移動，進而帶動緩沖板壓縮第二彈簧，減小震動幅度。

1.3 特點及優(yōu)勢分析

該采煤機的減震防滑裝置，通過設置的減震座、支撐板、連接塊、連接桿、固定套、緩沖塊、第二彈簧、第一彈簧、固定桿與固定板，能夠在采煤機工作或移動過程中，起到一定的支撐與減震防護作用，并可減小震動幅度與震動產(chǎn)生的沖擊，使設備保持穩(wěn)定，延長設備使用壽命，提高工作效率。

該采煤機的減震防滑裝置，通過設置的螺紋桿、安裝板、旋鈕、防滑板、防滑塊、防滑墊、防滑錨與防滑倒刺，能夠增大摩擦，使減震座保持穩(wěn)定，防止在劇烈震動情況下，減震座產(chǎn)生偏移深陷現(xiàn)象，影響到后續(xù)移動操作，延誤工作。

2 實踐應用

2.1 工程概況

永安煤礦隸屬于沁和能源集團有限公司，位于山西省晉城市沁水縣嘉峰鎮(zhèn)，年設計生產(chǎn)能力為60萬t，開拓方式為斜井開拓，開采水平為+540 m，現(xiàn)采3號煤層，采用綜采放頂煤采煤工藝。永安煤礦11050工作面為大傾角薄煤層工作面，將該裝置在MG2×160/745-BFD型采煤機上進行了安裝調(diào)試，并進行實際開采，同時還采用了一定的主動防滑技術(shù)。而在實踐過程中，還存在有鏈牽引斷鏈傷人和下滑飛車、采煤機零部件失效等問題，因此，必須針對防震和滑脫問題進一步采取安全技術(shù)措施。

2.2 工程應用

采煤機的減震防滑裝置完成研制后，在MG2×160/745-BFD型采煤機上進行了安裝調(diào)試，安裝位置圖如圖4所示。

圖4 采煤機的減震防滑裝置安裝位置示意圖

3 應用效果

于2020年9月將安裝有減震防滑裝置的MG2×160/745-BFD型采煤機在永安煤礦11050工作面進行了實踐運用，從實踐效果來看，有效地解決了11050大傾角薄煤層工作面采煤機斷鏈下滑飛車及滑脫的技術(shù)難題。從2020年9月—2021年5月期間，工作面上采煤機未發(fā)生一起斷鏈下滑飛車以及滑脫的安全事故，防震和防滑效果顯著，有效實現(xiàn)了薄煤層的安全、高效開采。該減震防滑裝置結(jié)構(gòu)簡明、安裝方便、制作成本低、強度可靠，應用面廣泛，具有較好的市場經(jīng)濟價值。