礦用刮板輸送機的磨損及其抗磨技術(shù)探討

汪寶林

（沈陽煤業(yè)（集團）機械制造有限公司，遼寧 沈陽 110122）

礦產(chǎn)資源是一種重要的動力資源，其在我國工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重大作用。現(xiàn)階段，工業(yè)化的深層次發(fā)展使得人們對于礦產(chǎn)資源的依賴程度不斷加深，由此推動了采礦工藝的不斷發(fā)展。礦產(chǎn)資源開采中，刮板運輸機能夠?qū)崿F(xiàn)井下開采出能源的有效運輸，確保礦產(chǎn)源開采效率提升。然而在實踐中，受工作阻力大、摩擦嚴重等因素的影響，刮板運輸機的磨損現(xiàn)象極為嚴重，其不僅制約了采礦效率的提升，更對工作人員的人身安全造成嚴重影響。新時期，實現(xiàn)礦用刮板輸送機磨損現(xiàn)象的控制已成為礦山發(fā)展的關(guān)鍵所在。

1 刮板輸送機的工作機理

作為采礦工作面配套應用的重要設(shè)備，刮板輸送機在采礦機承載和礦產(chǎn)資源運輸中的作用尤為突出，其設(shè)備使用狀況對于采礦工作面整個生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有較大影響。實踐中，機頭、中間部、機尾部和附屬設(shè)備是刮板輸送機應用的四個基本單元。其中機頭部位包含了機頭架、電動機、液力偶合器、減速器及鏈輪等部件，而中部結(jié)構(gòu)包含了過渡槽、中部槽、鏈條和刮板。此外，刮板鏈返回裝置實現(xiàn)了機尾部單元的有效組成。

刮板輸送機應用中，采礦工作人員首先會將流槽進行開放，并將其作為礦產(chǎn)資源、矸石或物料的基本承受件，然后在鏈條的基礎(chǔ)上，進行刮板固定，使得牽引構(gòu)件得以形成。當刮板輸送機機頭傳動部啟動后，處于機頭軸部位的鏈輪就會穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，此時，刮板鏈會在徐怒漢運行下，實現(xiàn)物料的移動。該移動過程以流暢線性為傳輸方向，并且在機頭部進行卸載，確保了物料傳輸?shù)男逝c規(guī)范。現(xiàn)階段，水平運輸和傾斜運輸是刮板輸送機運作的兩種基本形態(tài)。

2 礦用刮板輸送機的磨損癥狀

采礦工業(yè)發(fā)展中，中部槽是刮板輸送機的重要結(jié)構(gòu)單元，其包含了鏟板槽幫、擋板槽幫、中板和底板四個主要單元。礦產(chǎn)資源運輸中，中部槽的中板、底板、槽幫會和槽內(nèi)礦產(chǎn)資源發(fā)生摩擦作用，導致中部槽磨損失效現(xiàn)象發(fā)生。

2.1 刮板輸送機的中板和底板磨損

中板磨損、底板磨損與刮板運輸機的應用形態(tài)具有較大影響。采礦實踐中，為確保中部槽與綜采工作面起伏狀況的適應，需要對其垂直彎曲度進行設(shè)計，通常情況下，中部槽設(shè)計允許垂直彎曲值會保持在2～3°[1]。這就使得中部槽在垂直方向上存在一定的夾角，導致刮板鏈與中板、底板發(fā)生摩擦作用，長期作用下，導致了中板和底板磨損現(xiàn)象的發(fā)生；同時，鏈道部位也會出現(xiàn)一定的溝痕。在刮板輸送機運輸過程中，刮板鏈有時會發(fā)生漂浮現(xiàn)象，并使得一些矸石、巖石等的高硬度物質(zhì)被擠壓在鏈條、刮板下，而井下的工作環(huán)境較為復雜，采礦工作人員很少會進行這些矸石物質(zhì)的處理，導致了鏈條、中板的磨損。

此外，底板的磨損還會受到以下因素影響：其一，運輸?shù)牡V產(chǎn)資源卸載中，在刮板輸送機卸載高度不夠或礦質(zhì)黏性過大，就會導致中部槽下腔積礦總量的增加，導致回鏈的運行阻力增大。當摩擦阻力處于較高水平時，長期作用下就會對刮板輸送機的底板造成磨損。需要注意的是，規(guī)律性、區(qū)域性是刮板輸送機中板和底板磨損的重要特征。采礦實踐中，生產(chǎn)人員只有實現(xiàn)這些磨損區(qū)域的有效把控，并進行規(guī)避措施的合理應用，才能確保掛板輸送機運作穩(wěn)定，提升采礦效率。

2.2 刮板輸送機的槽幫磨損

空載、重載、采礦機斜切進刀是刮板輸送機運作的三種基本形態(tài)[2]。就應用過程來看，不論在哪種工作狀態(tài)下，其都存在一定的水平彎曲現(xiàn)象，即會在中部槽之間形成水平夾角。同時，確保底板與運輸軌道高低起伏狀況的吻合，刮板輸送機會產(chǎn)生一定的垂直彎曲，其導致了中部槽垂直夾角的形成。兩種不同的夾角會對刮板運輸機的槽幫產(chǎn)生一定作用力，導致區(qū)域內(nèi)若干個點產(chǎn)生較大磨損。就槽幫磨損狀況來看，仰采工況下，擋板的側(cè)存磨損較為明顯，而在俯采作業(yè)中，鏟板則是主要的磨損區(qū)域。

3 礦用刮板輸送機的抗磨技術(shù)

3.1 中板、底板的抗磨技術(shù)

中板和底板是礦用刮板輸送機磨損最為明顯的兩個區(qū)域，為實現(xiàn)其磨損現(xiàn)象的有效控制，提升采礦效率，工程建設(shè)人員及不僅進行了耐磨板材的合理應用，同時在中板上進行了耐磨層的熔覆，并進行了復合中板的鑲嵌，確保了中板和底板應用質(zhì)量的提升。

（1）注重耐磨板材應用。高耐磨板材應用是防止礦用刮板輸送機中板和底板磨損的有效手段；其能在提升中部槽耐磨性能的同時，實現(xiàn)采礦效率的合理保證[3]。就應用過程而言，高耐磨板材刮板輸送機常應用于兩種工況：其一，開采地區(qū)的礦物質(zhì)較差；其二，礦產(chǎn)資源中的夾矸率明顯較高。通過對刮板輸送機板材的規(guī)范，礦產(chǎn)資源開采人員可實現(xiàn)這些復雜工況的規(guī)范作業(yè)。

需要注意的是，與傳統(tǒng)板材相比，高耐磨板材的焊接工藝較為復雜，故而在焊接施工中，應注重構(gòu)件余熱的有效規(guī)范，同時在保溫狀況的良好的同時，應進行焊接工藝的合理控制，唯有如此，才能實現(xiàn)板材性能的有效提升。

（2）進行表面耐磨層熔覆。表面耐磨層熔覆是提升中板耐磨性能的重要方式。現(xiàn)階段，為確保刮板輸送機中板耐磨性能的提升，設(shè)備生產(chǎn)管理者會在激光技術(shù)的應用下，將合金粉末與中板表面進行結(jié)合，是其形成網(wǎng)格狀的凸起耐磨層。通常情況下，中板的耐磨性能與金粉末的硬度呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。實踐中，這種中板加強方式能夠?qū)崿F(xiàn)矸石含量較高工作面的有效處理，然而其整體的加固成本較高，因此需要進行熔覆耐磨技術(shù)的進一步提升。

（3）實現(xiàn)復合板材鑲嵌。進行全方位的板材加強具有較高的投資成本，會對能源開采企業(yè)的效益造成影響；因此，進行局部加強成為當前礦礦刮板輸送機抗磨技術(shù)應用的主要形態(tài)。礦產(chǎn)資源開采實踐中，非均勻性是中部槽中板磨損的主要特征，并且其主要的磨損部位集中在鏈道區(qū)域；由此可見，鏈道磨損是造成中部槽失效的主要原因。抗磨技術(shù)應用中，為實現(xiàn)這些易磨損區(qū)域的有效加強，施工人員會在復合板材的鑲嵌下，實現(xiàn)原材料老化現(xiàn)象的有效延緩。需要注意的是，內(nèi)鑲嵌復合板材是針對中板使用的一種改進，其在中板鏈道磨損較為嚴重的部位進行了耐磨材料的應用，確保了設(shè)備使用期限的延長。并且從投資成本來看，局部性的板材鑲嵌降低了板材的抗磨加固成本，并且確保了設(shè)備的開采效率，具有良好的經(jīng)濟效益和質(zhì)量效益。

3.2 槽幫抗磨技術(shù)

槽幫是刮板輸送機容易磨損的區(qū)域之一。具體而言，在礦產(chǎn)資源運輸過程中，除過自身運作狀態(tài)的影響，槽內(nèi)礦產(chǎn)資源也會對槽幫造成硬頂影響。因此，為避免內(nèi)部槽幫磨損狀況的發(fā)生，應注重內(nèi)腔鑲嵌、堆焊耐磨層技術(shù)的有效應用。通常情況下，為確保槽幫內(nèi)腔堆焊耐磨層應用的規(guī)范，人們首先應在槽幫兩端的槽腔內(nèi)進行耐磨槽預留，然后在耐磨材料嵌入的同時，通過焊絲進行堆焊填平。從而在提升槽幫耐磨性能的同時，避免抗磨物料對運行空間的影響。

3.3 導料板抗磨改進

現(xiàn)階段，刮板輸送機在采礦工業(yè)中的應用較為常見。導料板是刮板輸送機的重要部件，在導料板應用下，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源可以有效的轉(zhuǎn)移到輸送帶上。從流槽和導料板應用過程而言，在長期的輸送荷載沖擊下，導料板的磨損現(xiàn)象較為明顯。因此應在非單獨運輸?shù)臓顩r下，做好耐磨襯板結(jié)構(gòu)的有效規(guī)范，并在定期化的觀察、檢修和更換中，確保流槽與導料板應用質(zhì)量的提升。

4 結(jié)論

抗磨技術(shù)對于礦用刮板輸送機應用質(zhì)量的提升具有重大影響。實踐過程中，礦山工作人員只有充分認識到刮板輸送機抗磨損控制的必要性，并系統(tǒng)性的進行磨損部位及發(fā)生機理把控，然后規(guī)范化的進行抗磨技術(shù)應用，確保中板、底板、槽幫、流槽和導料板應用質(zhì)量的提升，才能確保礦用刮板輸送機應用的規(guī)范，繼而在采礦效率提升的同時，實現(xiàn)能源開采行業(yè)的進一步發(fā)展。