邢 亮

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司， 山西 大同 037031）

1 8105 工作面概況

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司8105 工作面位于井田301 盤(pán)區(qū)，工作面布置在石炭系5 號(hào)煤層中，工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為1 700 m，傾向長(zhǎng)度為220 m，工作面回采煤層平均厚度為11.72 m，平均傾角為3°。

8105 工作面采用綜合機(jī)械化放頂煤回采工藝，采用液壓支架支護(hù)頂板，工作面內(nèi)共計(jì)安裝130 架支架，其中ZTZ20000/23/40 型端頭支架1 架，ZFG10450/26/40 型過(guò)渡支架7 架，ZF12000/23/35 型中間支架96 架；采用一臺(tái)MG400/930-WD 雙滾筒采煤機(jī)進(jìn)行割煤，該采煤機(jī)裝機(jī)功率為930 kW，截深為0.8 m，截割高度為4.1 m，牽引速度為13.5 m/min；工作面采用前部刮板運(yùn)輸機(jī)型號(hào)為SGZ800/800，后部刮板運(yùn)輸機(jī)型號(hào)為SGZ1000/1400聯(lián)合運(yùn)煤。8105 工作面前刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力為1 500 t/h，裝機(jī)功率為800 kW，額定電壓為11 440 V，具體參數(shù)如表1 所示。

表1 8105 工作面SGZ800/800 型刮板輸送機(jī)參數(shù)表

截止目前8105 工作面已回采560 m，工作面在前期回采過(guò)程中由于受施工工藝、設(shè)備安裝質(zhì)量以及設(shè)備維護(hù)水平等影響，工作面前刮板輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)斷鏈現(xiàn)象，據(jù)統(tǒng)計(jì)回采前期共計(jì)出現(xiàn)17 次斷裂故障，導(dǎo)致工作面設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)32.4 萬(wàn)元，嚴(yán)重制約著工作面安全高效回采。

2 刮板輸送機(jī)斷裂原因分析

2.1 刮板鏈質(zhì)量差

由于煤礦刮板輸送機(jī)刮板鏈質(zhì)量不合格，刮板鏈高猛材質(zhì)不達(dá)標(biāo)等，導(dǎo)致刮板鏈質(zhì)量差，在使用過(guò)程中刮板鏈在高強(qiáng)度磨損以及張力作用下刮板鏈出現(xiàn)脆性斷裂或塑性變形斷裂現(xiàn)象。

2.2 自然損壞斷鏈

刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)自然損壞斷鏈主要原因由以下幾方面：工作面在運(yùn)煤煤矸石，由于煤矸塊粒大且硬度高，在運(yùn)輸時(shí)對(duì)刮板鏈產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致斷鏈；刮板輸送機(jī)在產(chǎn)期運(yùn)行過(guò)程中刮板變形以及頭尾部齒輪松動(dòng)，導(dǎo)致刮板鏈與溜槽、刮板以及齒輪之間產(chǎn)生周期磨損，導(dǎo)致刮板鏈斷裂；受井下腐蝕性氣體、液體影響，刮板鏈表層抗磨鍍層腐蝕嚴(yán)重，從而降低了刮板鏈抗載荷強(qiáng)度[1-2]。

2.3 刮板輸送機(jī)檢修維護(hù)不當(dāng)

1）張緊力不合理：刮板輸送機(jī)安裝后需對(duì)刮板鏈張緊井下調(diào)整，若刮板鏈過(guò)緊時(shí)，刮板鏈本身存在張緊負(fù)荷，當(dāng)刮板輸送機(jī)滿載運(yùn)輸時(shí)在載荷作用下很容易導(dǎo)致刮板鏈斷裂；同時(shí)刮板鏈過(guò)緊時(shí)增加了鏈條與溜槽、齒輪之間摩擦強(qiáng)度，加劇了刮板鏈磨損。若刮板鏈過(guò)松時(shí)，很容易出現(xiàn)鏈條跳牙現(xiàn)象，造成鏈環(huán)變形、斷裂和刮板彎曲。

2）刮板輸送機(jī)頻繁啟動(dòng)：刮板輸送機(jī)停機(jī)前未及時(shí)清空溜槽上煤矸，再次啟動(dòng)或滿載狀態(tài)下頻繁啟動(dòng)時(shí)增加了刮板輸送機(jī)負(fù)荷，輸送機(jī)在啟動(dòng)瞬間刮板鏈承受很大的張拉力，當(dāng)張力大于刮板鏈承載力時(shí)，很容易造成刮板鏈斷裂現(xiàn)象。

3）堆煤現(xiàn)象嚴(yán)重：刮板輸送機(jī)在運(yùn)輸煤矸石出現(xiàn)“回頭煤”現(xiàn)象，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)溜槽底部、溜尾出現(xiàn)嚴(yán)重堆煤現(xiàn)象，在堆煤情況下刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)很容易出現(xiàn)刮板鏈卡堵，強(qiáng)行啟動(dòng)刮板機(jī)，刮板機(jī)鏈因受沖擊載荷造成斷鏈[3-4]。

2.4 保護(hù)裝置不合理

8105 工作面回采前期對(duì)刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾分別安裝了刮板鏈跳鏈、斷裂傳感器，當(dāng)刮板鏈出現(xiàn)斷鏈、跳鏈時(shí)傳感器及時(shí)將信號(hào)傳送至PLC 控制器，控制器接收信號(hào)后對(duì)刮板輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行閉鎖；但是在實(shí)際工作面回采過(guò)程中由于原煤中大塊煤矸以及金屬異物影響，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)原保護(hù)裝置出現(xiàn)誤保護(hù)動(dòng)作，以及保護(hù)裝置損壞嚴(yán)重，降低了保護(hù)性能。

3 刮板輸送機(jī)斷裂預(yù)防措施

3.1 提高刮板輸送機(jī)質(zhì)量

1）刮板輸送機(jī)必須從正規(guī)廠家進(jìn)行采購(gòu)，刮板輸送機(jī)在入井前在地面進(jìn)行對(duì)接安裝，并進(jìn)行通電試驗(yàn)，保證刮板輸送機(jī)運(yùn)行正常。

2）刮板輸送機(jī)在工作面對(duì)接安裝時(shí)必須由專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，輸送機(jī)安裝過(guò)程中各配件連接必須牢固可靠；輸送機(jī)在運(yùn)行前必須對(duì)刮板鏈張緊力進(jìn)行合理調(diào)整，雙刮板鏈安裝時(shí)必須保證刮板與雙鏈垂直，嚴(yán)重出現(xiàn)雙鏈?zhǔn)芰鶆颥F(xiàn)象。

3.2 減少自然損壞

1）刮板輸送機(jī)必須安裝液力耦合器實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)軟啟動(dòng)，避免輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)動(dòng)載荷和沖擊載荷造成刮板鏈斷鏈；刮板時(shí)輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中減少頻繁啟動(dòng)現(xiàn)象。

2）刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定期清理溜尾、溜槽底部浮煤，并觀察刮板鏈?zhǔn)芰?、變形、疲勞、磨損、腐蝕等情況，發(fā)現(xiàn)刮板鏈鍍層磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。同時(shí)刮板輸送機(jī)每運(yùn)行一段時(shí)間后將刮板鏈進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，保證刮板鏈兩側(cè)磨損均勻。

3.3 提高檢修維護(hù)力度

1）每班定期檢查刮板鏈磨損、變形以及斷鏈情況，發(fā)現(xiàn)刮板鏈磨損嚴(yán)重時(shí)必須及時(shí)更換，若發(fā)現(xiàn)刮板與刮板雙鏈不垂直時(shí)及時(shí)調(diào)整刮板位置，防止刮板鏈?zhǔn)芰Σ痪F(xiàn)象。

2）定期對(duì)刮板輸送機(jī)頭尾齒輪進(jìn)行檢修維護(hù)，發(fā)現(xiàn)齒輪磨損嚴(yán)重時(shí)必須更換，齒輪定期進(jìn)行注油；檢修人員應(yīng)定期對(duì)刮板鏈張緊力進(jìn)行調(diào)整，保證張緊力適宜。

3.4 優(yōu)化斷鏈保護(hù)裝置

為了解決傳統(tǒng)斷鏈保護(hù)裝置誤動(dòng)作現(xiàn)象嚴(yán)重、保護(hù)動(dòng)作靈敏度低等技術(shù)難題，白洞礦決定對(duì)8105工作面刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化。

1）優(yōu)化后斷鏈保護(hù)裝置主要由PLC 控制器、電器傳感器、斷鏈保護(hù)機(jī)械傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、頭尾齒輪跳鏈保護(hù)裝置等部分組成，如圖1 所示，其中斷鏈保護(hù)機(jī)械傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在刮板輸送機(jī)滑道兩側(cè)，電器傳感器與機(jī)械傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及PLC 控制器連接，主要用于脈沖信號(hào)接收[5]。

圖1 優(yōu)化后刮板輸送機(jī)斷鏈、跳鏈聯(lián)合保護(hù)示意圖

2）頭尾齒輪跳鏈保護(hù)裝置安裝在頭輪以及尾輪兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)雙鏈監(jiān)測(cè)，輪跳鏈保護(hù)裝置主要檢測(cè)刮板運(yùn)行高度，當(dāng)刮板鏈出現(xiàn)跳鏈動(dòng)作時(shí)，PLC 控制器監(jiān)測(cè)到故障后及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并立即停機(jī)。

3）刮板輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，刮板的自身重力對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)壓、放循環(huán)穩(wěn)定脈沖檢測(cè)過(guò)程，并將脈沖信號(hào)傳送至電器傳感器，通過(guò)安裝在溜槽兩側(cè)的電器傳感器檢測(cè)信號(hào)延時(shí)對(duì)比判斷是否斷鏈，正常情況下兩側(cè)傳感器同步延時(shí)設(shè)置在150～400 ms 之間，當(dāng)兩側(cè)傳感器同步延時(shí)超過(guò)400 ms時(shí)判斷為斷鏈，此時(shí)PLC 控制器自動(dòng)設(shè)定停機(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

截止2020 年12 月4 日8105 工作面已回采結(jié)束，通過(guò)對(duì)工作面前期回采過(guò)程中刮板輸送機(jī)斷鏈原因進(jìn)行分析，并提出了合理有效的預(yù)防措施，通過(guò)6 個(gè)月實(shí)踐應(yīng)用效果來(lái)看，采取預(yù)防措施后工作面在后期回采過(guò)程中刮板鏈斷鏈?zhǔn)鹿蕼p少至3 起，事故率降低了82.4%，輸送機(jī)維修費(fèi)用降低了28.46萬(wàn)元，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。