交叉側卸刮板輸送機犁煤板優化改進

崔靜凱

（山西煤礦機械制造股份有限公司，山西 太原 030031）

引言

交叉側卸機頭是刮板輸送機整個運輸系統的重要組成部分，而犁煤板又是機頭關鍵部件之一，其結構合理性直接影響刮板輸送機的卸載性能。因此，提高犁煤板的使用壽命和性能，對確保設備安全運行、保障用戶正常采煤具有重要意義。

1 交叉側卸機頭結構及犁煤板功能

交叉側卸機頭結構（見圖1）由交叉機頭架體、S形活動中板、電纜架、犁煤板、鏈輪組件等部件組成。

犁煤板的功能主要是，強制改變運輸過程中的煤流方向，使煤流可被平滑順利地卸載到轉載機溜槽中，使刮板鏈從犁煤板下順利通過，盡量減少回煤。

圖1 交叉側卸機頭結構

2 某礦18110 工作面設備使用情況

2.1 工作面基本參數

該工作面煤層為8 號煤層，總體呈向斜構造，煤層傾角為8.7°～9.2°，平均為9°。煤層厚度為3.60～6.60 m，平均5.49 m。煤層結構簡單，含2～3 層泥巖、砂質泥巖夾矸。普氏硬度（f）為煤層2～3、直接頂3～6、直接底3～6。工作面走向長度為3 850 m，傾斜長度為295 m，工作面方向為左工作面（面對煤壁左側卸載），使用SGZ1250/2*1200 交叉側卸刮板輸送機（運輸能力為3 750 t/h，鏈速為1.54 m/s，）和SZZ1350/525 轉載輸送機（運輸能力為4 000 t/h，鏈速為1.78 m/s）。

2.2 設備使用過程中出現的故障現象

在工作面推進超過2 000 m 后，刮板頻繁出現一端彎曲變形（煤幫側較多）、斷裂（見圖2）現象，斷鏈事故頻發，回煤增多。

圖2 刮板彎曲斷裂

2.3 排除故障過程中觀察到的現象

1）刮板輸送機空載或煤量正常的情況下，運行較為平穩。

2）在工況比較惡劣（夾矸或石頭較多）的情況下，頂板壓力大煤壁片幫現象嚴重，在煤量瞬間增大的同時還會產生體積超大的煤塊，超過了交叉側卸機頭設計卸載能力，致使交叉側卸出煤口（主卸口）卸載不暢，大塊煤堆積滯留，刮板鏈通過時產生較大的沖擊載荷，靠煤幫側刮板一端易彎曲變形。

3）由于刮板彎曲變形斷裂致使圓環鏈斷裂。

4）犁煤板刃口底板下平面磨損（因犁煤板底板在使用過程中產生較強擠壓沖擊載荷，故接觸部位易磨損）與S 形中板面間隙增大，刮板鏈通過時與犁煤板底板面形成楔形口，拉回煤增多。

3 刮板彎曲、斷裂綜合原因分析

因犁煤板底板磨損，刮板鏈與犁煤板底板面之間形成楔形口，兩股圓環鏈之間（鏈間距）夾矸或石頭通過犁煤板底板時形成較大沖擊載荷，致使刮板鏈產生左右擺幅較大，通過交叉機頭入口時因擺動與側板產生沖擊碰撞，致使刮板彎曲變形失效，同時回煤增多、運行阻力加大。

犁煤板入煤口與同側側板距離比較遠，刮板鏈在通過時擺幅已經減緩，產生碰撞概率相對最少，故不太容易碰撞變形。

梨煤板出煤口與同側側板距離較近，刮板鏈通過時產生的擺幅最大與側板產生碰撞概率最高，導致刮板端頭變形最嚴重。

梨煤板出煤口（主卸載口）刃口底板與機頭架側板距離近，當片幫煤量大且大塊煤或石頭較多時使需卸載量瞬間超過設計卸載能力，致使交叉側卸主卸口卸載不暢，刮板鏈通過時產生較大的沖擊載荷導致刮板彎曲變形，刮板承受沖擊載荷的同時也會產生擺幅與側板接觸碰撞變形斷裂。

S 板與犁煤板入煤口形成副卸載口，如果空間設計不合理，原煤不能有效落下，回煤就會增多，大塊煤或石頭通過時產生較大沖擊力使其端彎曲變形。

刮板長時間受力疲勞斷裂或刮板本身質量存在缺陷。

4 現場處理情況及使用效果

針對上述情況，對交叉側卸機頭犁煤板進行了現場改造。在原犁煤板出煤口（主卸載口）刃口底板上表面延長加焊兩塊鋼板，比原有底板長度增長了200 mm（見圖3），目的是使大塊煤或夾矸提前與犁煤板底板接觸破碎，從而使刮板鏈產生的擺幅通過側板時最小，不產生接觸，避免刮板產生碰撞彎曲變形。

現場改造后，經過較長時間的跟蹤觀察，發現確實有效解決了刮板彎曲、斷裂等問題，避免了刮板鏈斷鏈等特大機電事故，同時有效減少了機頭拉回煤情況。

圖3 改進后的機頭架犁煤板

5 結論

1）犁煤板磨損及其結構不合理是造成刮板及其鏈條損壞的直接原因。

2）在犁煤板的設計過程中，優化刃口底板結構特別是相對延長出煤口側底板、采用高強度耐磨材料是優化改造設備的關鍵。