楊 騫

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)北辛窯煤業(yè)公司，山西 忻州 036700）

引言

刮板輸送機(jī)是綜采工作面重要設(shè)備之一，刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)聯(lián)合協(xié)調(diào)作用將工作面煤矸運(yùn)出，綜采工作面?zhèn)鹘y(tǒng)刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭、機(jī)尾、電機(jī)、減速機(jī)、溜槽、刮板鏈等部分組成，傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)主要通過電機(jī)驅(qū)動減速機(jī)使輸送機(jī)刮板運(yùn)轉(zhuǎn)，但是由于傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)運(yùn)速是均勻的，而在實(shí)際工作面回采過程中，輸送機(jī)運(yùn)輸煤矸量無法達(dá)到均勻狀態(tài)，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)超載現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)超載停機(jī)現(xiàn)象，影響著刮板輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文以8102工作面為例，為了解決傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)主要存在的技術(shù)難題，對工作面采用了一套智能變頻刮板輸送機(jī)。

1 8102工作面概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)北辛窯煤業(yè)公司8102工作面位于位于11采區(qū)，標(biāo)高1 003.5～1 100.5 m；2102巷走向長度854 m,5102巷走向長度548 m；工作面傾斜長161.6 m；可采范圍平均煤厚5.92 m，煤層平均傾角20°；面積57 869 m2；西鄰+1040回風(fēng)巷。8102工作面兩條順槽呈近東西方向布置，切眼呈近南北方向布置。

8102工作面采用綜合機(jī)械化回采工藝，落煤、裝煤，SGZ1000/2100型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZFQ13000/25/38型低位放頂煤支架支護(hù)頂煤、頂板，采高為3.3 m，放煤高度2.62 m，采放比約為1∶0.8，按二刀一放的正規(guī)循環(huán)作業(yè)，循環(huán)進(jìn)度、放煤步距均為1.6 m。

由于8102工作面采用的SGZ型刮板輸送機(jī)采用雙速電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器聯(lián)合控制方式，采用低速啟動、高速運(yùn)行的運(yùn)行模式，無法實(shí)現(xiàn)速度調(diào)控，從而導(dǎo)致刮板鏈斷鏈、斷齒事故頻繁發(fā)生，一旦出現(xiàn)煤壁片幫導(dǎo)致刮板輸送機(jī)超載停機(jī)時，需人工卸載煤矸方可繼續(xù)啟動，存在很大安全隱患；對此，為了解決這一技術(shù)難題，決定對8102工作面采用一套變頻式刮板輸送機(jī)。

2 變頻刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)組成

1）變頻刮板輸送機(jī)主要由機(jī)頭、機(jī)尾、中間部分等組成；機(jī)頭部主要包括著機(jī)頭架、撥鏈器、舌板、鏈輪、推移梁、電機(jī)、聯(lián)軸器及減速機(jī)等部分，中間部分主要包括著過渡槽、中部槽、電纜槽、刮板鏈、刮板等部分組成；機(jī)尾主要包括著尾輪、回煤裝置。

2）變頻刮板輸送機(jī)驅(qū)動裝置共計(jì)兩套，在機(jī)頭、機(jī)尾處各安裝一套，電機(jī)選用本安型高壓變頻一體機(jī)，通過梅花彈性聯(lián)軸器已減速器連接，從而保證輸送機(jī)能夠變頻調(diào)速和軟啟動，如圖1所示。

圖1 8102工作面變頻刮板輸送機(jī)驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3）刮板輸送機(jī)緊鏈裝置采用齒輪減速箱與液壓馬達(dá)連接方式，利用旋轉(zhuǎn)手柄對減速箱與電機(jī)軸之間的大齒輪進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)緊鏈的目的；該緊鏈裝置操作相對簡單，而且安全性能高[1-3]。

2.2 技術(shù)參數(shù)

8102工作面采用的變頻刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長度為170 m，電機(jī)型號為YJVFG-450－4T，電機(jī)功率為520 kW，輸送機(jī)運(yùn)輸量為2 000 t/h；減速器型號為WBPL－350，速比為39∶1；刮板鏈為中雙鏈形式，刮板鏈速為1.2 m/s；中部槽長度為1.5 m，寬度為1.0 m，中部槽為鑄焊封底結(jié)構(gòu)形式。

3 變頻刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

8102工作面采用的變頻刮板輸送機(jī)解決了傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)很多技術(shù)難題，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：

1）智能調(diào)速。綜采工作面在回采過程中輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)拿毫侩S時變化，而變頻刮板輸送機(jī)可利用變頻一體控制系統(tǒng)對輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)拿毫繉?shí)時監(jiān)控，并隨時調(diào)整刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度；當(dāng)輸送機(jī)運(yùn)輸煤矸量相對較小時，通過系統(tǒng)可適當(dāng)降低輸送機(jī)運(yùn)行速度，從而減少電能消耗，避免刮板輸送機(jī)磨損；當(dāng)輸送機(jī)運(yùn)輸量較大時，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)輸送機(jī)運(yùn)行速度，保證運(yùn)輸效率。

2）超載重啟。刮板式輸送機(jī)在運(yùn)行過程中煤矸運(yùn)輸量及落煤點(diǎn)位置具有不定性，輸送機(jī)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)卡塞，導(dǎo)致輸送機(jī)斷電現(xiàn)象，由于輸送機(jī)斷電后未完全卸載物料，若再次啟動時需較大電流及扭矩；變頻刮板輸送機(jī)可直接控制扭矩，使啟動扭矩達(dá)到額定扭矩的2倍以上，啟動電流不足額定電流的80%，從而保證刮板輸送機(jī)在超載時能夠順利啟動，且避免沖擊電流、電壓損壞電機(jī)。

3）節(jié)能降耗。變頻刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中系統(tǒng)實(shí)時對輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)控，及時調(diào)整刮板輸送機(jī)運(yùn)行速度，保證輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾傳動系統(tǒng)動態(tài)功率處于平衡狀態(tài)，確保設(shè)備多機(jī)多點(diǎn)同步驅(qū)動，提高輸送機(jī)供電電流、電壓穩(wěn)定性，與傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)相比，變頻刮板輸送機(jī)節(jié)能降耗可提高30%~40%。

4）斷鏈保護(hù)功能。8102工作面采用的變頻刮板輸送機(jī)可根據(jù)刮板鏈條強(qiáng)度自行設(shè)置啟動扭矩臨界值，從而避免高扭矩啟動時出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿?，同時通過設(shè)定扭矩下限值，從而確保刮板時速送機(jī)斷鏈后能夠及時斷電停機(jī)，保證了工作面回采安全[4-5]。

4 應(yīng)用效果

北辛窯礦對8102工作面?zhèn)鹘y(tǒng)刮板輸送機(jī)主要存在的問題進(jìn)行分析，并根據(jù)生產(chǎn)情況對工作面采用了一套變頻刮板輸送機(jī)，通過3個月實(shí)際應(yīng)用效果來看，工作面采用變頻刮板輸送機(jī)后，大大提高了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸效率及穩(wěn)定性，工作面在后期回采過程中未出現(xiàn)刮板輸送機(jī)斷鏈、超載停機(jī)等故障，有效解決了傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)無法智能調(diào)速、超載重啟難度大等技術(shù)難題，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。