自移式皮帶機尾在掘進工作面的應用

尹忠明

（西山煤電股份公司 馬蘭礦，山西 太原 030205）

在煤礦的生產過程中，巷道掘進影響著煤礦生產的整體銜接，掘進效率起著至關重要的作用。在綜掘巷道的掘進過程中，隨著掘進工作面向前推進，要對工作面的掘進機、皮帶機尾等設備進行移動。皮帶機的尾端搭接掘進機后配套與掘進機連接，以前馬蘭礦移動皮帶機機尾采用鋼絲繩連接掘進機與皮帶，用掘進機向前拉移皮帶機尾，速度較慢、工序多，嚴重制約著工作面的推進速度，甚至影響掘進工作面的生產效率。

以該礦南五10507工作面掘進巷道為例，與EBJ-160TP型掘進機配套的是可伸縮帶式輸送機DSJ80.現場可以發現機尾移動過程復雜、每次移動需要投入大量的人力與時間，很大程度上影響掘進效率，同時存在一定的安全隱患。該礦礦井地質條件復雜，皮帶機機尾移動工作空間狹窄，有時底板不平整，皮帶機尾移動困難，而且存在皮帶機尾拉移后皮帶跑偏等問題，制約了綜掘工作的安全高效推進。如果有一種可以緊隨掘進機自行移動的皮帶機尾，那將大大提高掘進的效率。

在這種背景下，根據該礦綜采工作面自移式皮帶機尾，轉載機、皮帶機尾可自行移動的原理反向設計出一套多功能一體化掘進機配套自移式皮帶機尾。這種自移式皮帶機尾具有自移、調偏、調高、載物等功能，能夠適應井下復雜的工作環境。經在該礦南一下組煤18301輔運巷掘進過程中EBJ-260型掘進機配DSJ80／2×55可伸縮帶式輸送機試用3個月，該設備的各項性能都得到了實際驗證。自移機尾在具體運用中不僅移動速度快、與原掘進機配合鋼絲繩拉機尾相比節省了人力和時間，而且實現了機尾滾筒、機尾跑道與機尾架整體調偏的功能。與自移機尾配套使用的BRW80／35型乳化液泵站，使液壓系統的優越性得到了充分發揮，泵站在掘進工作面的使用還有很多其它可利用的空間，例如機載式前探梁的使用、檢修掘進機使用的液壓扳手等等。實踐證明該自移機尾結構緊湊，設計合理。目前在我國綜掘巷道使用與掘進機配套的自移機尾，具有很好的經濟效益和實用價值。該自移機尾特別適用于大斷面、環境惡劣掘進巷道的需要，它可有效控制大型掘進設備反復進退過程中對底板的破壞，還可以簡便地調整皮帶機尾跑偏。

1 設計原理

自移機尾采用長軸式滾筒結構，由導軌、支座、滑動軌道、連接架、各類液壓油缸、機尾滾筒組成。主要分為三個部分：驅動部分；中間部分；機尾部分。驅動部分主要由液泵系統、支撐千斤頂和推移千斤頂組成，是自移式皮帶機尾動作的動力來源。具體結構見圖1.

圖1 自移機尾整體結構示意圖

1.1 工作原理

在平時割煤或檢修過程中，不需要前移皮帶機尾時，1號千斤頂（即斜支撐千斤頂）及3號千斤頂（即推力千斤頂）收縮，千斤推拉桿處于縮回狀態，而2號千斤頂（即擺角千斤頂）伸出，千斤推拉桿處于頂出狀態。

當掘進工作面皮帶機尾跑道不夠一個循環，需向前拉移皮帶機尾時，2號千斤頂的推拉桿逐漸收縮，使得1號千斤頂處于垂直方向，這時向1號千斤頂供液使1號千斤頂的推拉桿位移逐漸伸出直到頂住巷道頂板，增大驅動部分與巷道底板的正壓力以防止驅動部分水平擺動，完成上述步驟后伸出3號千斤頂的推拉桿，將與驅動部分連接的中部及機尾向前推進。

當中部及機尾完成前移后，1號千斤頂推拉桿逐漸收縮，2號千斤頂推拉桿伸出，使1號千斤頂處于水平位置，這時3號千斤頂推拉桿慢慢收縮，使驅動部分整體向前移動。

1.1.1 自移機尾中部支撐提升機構的設計

為了減少移動中部的阻力和提高整個皮帶機尾的調節性能，采用10個支撐千斤頂與可移動導軌銷軸鉸接的結構形式，不僅移動皮帶機尾時減少了與底板的摩擦阻力，而且采用10個千斤改善了支撐千斤頂受力情況，提高了液壓系統的可靠性。支撐千斤頂安裝在自移皮帶機尾的兩側，一端固定在自移機尾的機尾架上，另一端與行走輪架鉸接，移動自移皮帶機尾中部時行走輪架落地可移動導軌上，在落地導軌與自移皮帶機尾之間固定安裝有推移油缸。

1.1.2 中部結構

自移皮帶機尾的中部主要用于承載整個機構的乳化液泵站，其在自移機尾向前移動時容易發生左右偏移，在平臺底部安裝有4號千斤頂（即調偏千斤頂）及時調偏，見圖2.

圖2 自移機尾中部結構示意圖

1.1.3 中部支撐千斤頂的工作原理

當不需要移動機尾時，5號千斤頂（即支撐千斤頂）推拉桿處于縮回狀態；當準備向前移動皮帶機尾時，5號千斤頂推拉桿伸出，將自移機尾中部整體抬高離開地面，減少中間部對地面的正壓力，從而減小了移動機尾的摩擦力，當驅動部分的3號千斤頂向前推移中部時，中部平臺及機尾沿可移動導軌整體向前移動；皮帶機尾自移結束后，5號千斤頂推拉桿縮回，自移機尾中部整體落回地面，與地面保持較大摩擦力。然后縮回3號千斤頂的推拉桿使軌道前移一個步距。

1.1.4 機尾調偏裝置、中部左右調整位置方案設計

皮帶自移機尾自移結束后，有時會出現皮帶的中心線和機尾滾筒的軸線不垂直的情況，皮帶就會出現跑偏現象，經研究在機尾滾筒軸一側安裝滾筒調偏千斤頂，通過千斤頂的推拉桿的伸縮運動實現機尾滾筒的調偏功能（該千斤頂的縮回力要大于皮帶張緊力）。

中部緩沖架為在移動時同樣容易發生偏移，因此在中部的底端安裝有4號千斤頂（即調偏千斤頂）及時調偏。

1.1.5 皮帶自移機尾防滑功能的方案設計

2號千斤頂（即擺角千斤頂）推拉桿處于伸出狀態時，1號千斤頂（即斜支撐千斤頂）是處于水平狀態，當皮帶機尾處于上坡或者下坡時，2號千斤頂（即擺角千斤頂）推拉桿縮回，使1號千斤頂（即斜支撐千斤頂）處于立起狀態，在機尾處于上坡或下坡時仍然處于支撐狀態，這樣就可以起到機尾防滑作用。

2 自移皮帶機尾的優點

減少輔助人員投入，普通皮帶機尾拉移時，需1人開掘進機、2人掛鋼絲繩，還需1人在旁邊觀察周圍情況，而使用了自移皮帶機尾，只需1人即可完成機尾的拉移工作。而且只需很少人機械化操作，提高安全系數。

機尾在拉移結束后，如果有跑偏現象，可以使用千斤頂快速調整，而普通皮帶機尾有跑偏時，需多人使用千斤、撬棍等調整，必要時還需停機調整機尾滾筒。保證拉移皮帶機尾時皮帶平、穩、直。能防止皮帶刮傷，減少出現故障的概率。

該機尾采用長軸式滾筒及各類液壓油缸結構，實現了整機多功能設計要求。增加了機載的液壓系統，可供機載前探梁、液壓扳手等使用。與綜掘工作面掘進機相配套的自移式皮帶機尾多功能一體化技術在我國還屬空白，該技術的實現為綜合機械化掘進工作面和皮帶運輸機的發展提供了廣闊的空間。

［1］ 尹鳳貴.皮帶自移機尾在綜采工作面的應用和改進［J］.機械管理開發，2014（6）：65-67.

［2］ 李 楠，郭 峰，金寶龍.淺談自移機尾工作原理及工作中的優越性［J］.科技信息，2001（5）：529.