超長運距超重型順槽用刮板轉載機輔助拉移裝置的研制及應用

關少華

（山西煤礦機械制造有限責任公司，山西 太原 030031）

1 前言

在綜采工作面的運輸系統中，轉載機是必不可少的。它設在運輸順槽端部，承接工作面輸送機運出的煤炭。它的卸載端由支承小車或皮帶機自移機尾抬高，以期與順槽可伸縮膠帶輸送機搭接。工作面推進時，轉載機隨之前移，達到搭接長度后才需縮短膠帶輸送機的長度，從而提高綜采設備的開機率和產量。

隨著現代科學技術的進步，煤礦綜采技術的飛速發展，順槽用刮板轉載機的功率和運行速度也增加較快。工作面每小時產煤能力的提高，工作面推進速度的加快，要求順槽用刮板轉載機除滿足大煤量的轉載能力的同時，自身的移動也必須快速、簡便、安全可靠。

2 礦井概況

陜西彬長礦業集團胡家河煤礦，某工作面設計年產600萬t，采用傾斜長壁綜采放頂煤工藝。采煤機選用MG500/1330-WD型；中間支架選用ZF13000/21/40，過渡支架選用ZFG13000/24/40H，端頭支架選用ZTZ19910/25/38，上順槽超前支架選用ZTC39830/25/38B，下順槽超前支架選用ZTC29870/25/38A；前部刮板機選用SGZ1000/2*855，后部刮板機選用SGZ1200/2*855。均為大功率設備，其技術先進，完全滿足年產600萬t的要求。但如何選用合適的轉載機，滿足工作面運輸的要求，成為高產高效工作面生產的關鍵技術之一，為此，胡家河煤礦決定使用目前國內較先進的SZZ1350/700順槽用刮板轉載機。

3 SZZ1350/700順槽用刮板轉載機參數及研制難點

3.1 主要技術參數

輸送能力：4 000 t/h；刮板鏈速:1.8 m/s；爬坡角度:8°；電動機型號及功率:YBSD-700/350-4/8G，700/350 kW；刮板鏈型式:中雙鏈；圓環鏈規格為：38×126；鏈條間距：500 mm；刮板間距:756 mm；緊鏈型式：液壓馬達緊鏈裝置-阻鏈器；調鏈方式：伸縮機頭；卸載方式：端卸。

3.2 研制難點

然而，SZZ1350/700順槽用刮板轉載機的設計長度達65 m，因巷道內要求鋪設超前支架，支架與轉載機有配合要求，故轉載機落地段中部槽數目達27節，再加上長度達4 m的重型破碎機，使水平落地段長度達46 m，轉載機落地段接觸面積和重量進一步加大，整機重量達200多t（含破碎機重量）。

3.3 轉載機傳統移動方式所存在的問題

錨固拉移方式存在的問題：①受礦壓影響，巷道及支架變形大，且巷道鋪設有皮帶和軌道，錨固座埋設位置不易選擇。②拉移轉載機用25～30 min/次，每天需1.5～2.5 h；為減小轉載機拉移阻力，工作面輸送機停止，轉載機空轉，使生產時間縮短，難以進一步提高產量。③拉移時參與人員多，且易出現錨固座拉毀、圓環鏈拉斷傷人、抬棚拉塌事故，安全系數低。

3.4 采用端頭支架方式存在的問題

由于受采面動壓影響，采面下出口處巷道狀況普遍較差，加上淤水淤煤，致使端頭支架推移困難，不少采面曾因端頭支架管理困難，使生產陷入癱瘓狀態。

3.5 采用回柱絞車方式存在的問題

一方面，拉移能力小，無法移動超重型轉載機；另一方面，因絞車固定，影響行人通過，還容易造成絞車斷繩或崩繩傷人事故。

4 研制方案的確定

4.1 超重型轉載機拉移阻力分析

轉載機自重達約200 t（含破碎機），落地段與底板或浮煤完全接觸，摩擦系數大，底板對轉載機的摩擦力是拉移時的主要阻力。

4.2 設計實現目標

（1）在以工作面端頭支架推移超重型轉載機，為主要移動方式的基礎上，使轉載機本身具有輔助拉移能力，設法使巷道底板對轉載機的落地段不影響或影響減小。

（2）將整個轉載機落地段的槽間連接方式設計為啞鈴聯接，這樣既可適應巷道地面凸洼不平的影響，又可抵消支架推移時因巷道起伏產生的推移分力的影響，避免了采用螺栓聯接時產生的別卡，甚至造成螺栓折斷的事故。為輔助自移裝置的研制，做了一個很好的鋪墊。

（3）在機身分組對稱安裝成對支撐油缸，抬起落地承重段，拉移過程中與底板不接觸或接觸面積縮小，減小拉移時摩擦力并在機身上對稱安裝兩個推移油缸，實現自身前移。

（4）輔助拉移裝置與轉載機配合后的尺寸，不超出轉載機與端頭支架及超前支架配合后的最大尺寸。

（5）輔助拉移裝置要有足夠穩定的連接點。要求連接架承載能力大，支撐油缸有力，推移油缸移動導軌有力到位。

（6）輔助拉移裝置結構要緊湊，安裝要方便，自身移動要靈活。

（7）輔助拉移裝置性能良好，使用安全可靠。

4.3 油缸位置的確定

受工作面刮板運輸機和端頭支架底座影響，轉載機靠近機尾落地段無安裝位置；破碎機前、后5 m處為落地段最重承載處，重約47 t。如果利用現有的轉載機代替自移裝置，則在破碎機前后需配置凹槽、推移槽和聯接槽，否則自移裝置沒有連接點和推移點，使整個承重段及自移裝置長度達12 m，為此，需布置4對（8根）支撐油缸來滿足如此龐大的載荷，也增加了推移油缸的壓力。經過周密的設計計算，施工時在轉載機落地段取消了傳統意義的凹槽，利用破碎機與轉載機爬坡段聯接，將破碎機入口處的推移槽、聯接槽，用1節1.5 m長的聯接槽代替，這樣，破碎機及其后的承重段長度僅為5.5 m，比利用原有自移裝置時減少了6.5 m，更加重要的是減小了此段的載荷，使輔助拉移裝置的結構變得緊湊，有利于落地段與巷道地面的分離，減小了支撐油缸和推移油缸的壓力，增加了油缸的使用壽命！我們在破碎機主架體兩側留有安裝支撐油缸和推移油缸的空間，安設后不會增大機身最大外形尺寸；考慮破碎機自身的重量很大，故選擇在破碎機主架體兩側安裝4根支撐油缸，同時在破碎機主架體兩側安裝2根推移油缸。另外的2根支撐油缸，安裝在破碎機入口的1.5 m長的聯接槽上，見圖1。

圖1 破碎機承重段結構圖

4.4 輔助拉移裝置的組成

其主要由：1導軌、2滾輪架、3聯接架、4液壓系統等部件組成。

4.5 輔助自移裝置工作原理及液控系統技術參數

4.5.1 工作原理

圖2 轉載機輔助拉移裝置結構圖

圖3 輔助拉移裝置斷面圖

利用滾動摩擦系數小于滑動摩擦系數的原理，把轉載機的一部分和破碎機抬高，由轉載機和破碎機與底板的滑動摩擦轉化為轉載機和破碎機與導軌間的滾動摩擦。利用支撐油缸，把轉載機與破碎機的自重壓在導軌上，靠導軌與地面的摩擦力的反作用來拉移轉載機，利用轉載機和地面摩擦力的反作用力實現導軌的前移。總之，轉載機和導軌是互為支點，利用推移油缸的伸縮功能邁步自移。

4.5.2 液控系統技術參數

（1）系統工作壓力：31.4 MPa。

（2）調高缸：推力：6×384.9 kN。

拉力：6×139.3 kN。

行程：250 mm。

（3）推移缸：推力：2×246.5 kN。

拉力：2×125.7 kN。

行程：1 100 mm。

5 現場使用效果

（1）拉移快速、節省人員、操作簡單。拉移時只需一人操作液壓手把即可，速度快、平穩可靠，克服使用傳統移動方式時拉移不動轉載機、人工清理速度慢、不平穩等缺點。從時間上，原來拉一次轉載須20～40 min，現在只需5 min左右，大大縮短了時間。從人力角度講，原來拉轉載機前必須做好準備，多人清理，勞動強度大，現只需1人操作閥組，可大大提高工效。

（2）安全可靠。在拉移時，只需1人操作,液壓油缸拉移，平穩可靠，遇到阻礙物或阻力大時，安全威脅較小。

（3）支撐油缸反應靈敏，推移油缸伸縮動作基本一致。支撐油缸活塞桿伸出200 mm承重段便可脫離底板；導軌能適應下副巷底板的起伏不平，最大撓屈變形量小于1.5 mm/m，對支撐滾輪前移無影響；實現了單人、快速、安全拉移的目的。

6 結論

輔助拉移裝置應用后，實現了轉載機單人、快速、安全拉移，增加了綜采面的生產時間，提高了綜采面的生產能力，增加了煤礦的利潤。因而應用廣泛，具有良好的經濟和社會效益。

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[3]曹宏偉.超長運距超重型順槽刮板轉載機的設計及應用[J].煤礦機電，2003，（2）.12-13.