直角轉盤式一體機在綜采工作面的應用與改進

崔志芳

（山西新元煤炭有限責任公司，山西 壽陽 045400）

引言

目前，隨著采煤機械化程度的不斷提高，采煤工作面運輸方式經歷了由端卸式至交叉側卸式的演變，交叉側卸式因其將刮板運輸機機頭與轉載機機尾合為一體，所以較端卸式具有結構緊湊、不易帶回煤、機頭割煤徹底、工作效率高、安全系數大等優勢，近年來得到大量推廣應用，并取得了較好的應用成果。同時由于該種卸煤方式易滯留煤塊，造成刮板變型、斷鏈，由于前溜上刮板鏈、彎板與轉載機下鏈空間不足，轉載機轉速低、刮板間距大，使轉載機運量不足，導致煤量大時機頭積煤等缺點。

直角轉盤式一體機將生產溜機頭與轉載溜機尾通過轉盤整合一體，配合單鏈實現煤量的直接轉運，不僅減少了一套驅動機構，而且煤料通行空間更大，巷道通風斷面增大，且具有不帶回煤，煤機機頭臥底到位等優點[1-2]。

1 3207 工作面概況

新元公司3207 工作面均沿3 號煤層布置，該煤層賦存穩定，結構簡單，屬中灰、低硫的優質貧、瘦煤。工作面為“刀把形”布置，小切巷長155 m，傾斜長384 m；大切巷長267.4 m，傾斜開采1 423 m，煤層平均厚度2.73 m，其間地質構造有11 個斷層、4個異常采區、4 個陷落柱，總計開采154.8 萬t，其中出煤量146 萬t，出矸量6.8 萬t。

2 直角轉盤式一體機基本參數

直角轉盤式一體機由山西忻通機械與德國布朗公司共同研發、下線并發布，其基本參數及相關配套設備，如表1 所示。

表1 基本參數及相關配套設備

3 直角轉盤式一體機使用優勢

直角轉盤式一體全稱直角轉彎大功率重型刮板輸送機（以下簡稱一體機），集綜采工作面輸送、轉載、破碎功能于一體，通過轉盤原理應用，實現刮板單鏈輸送、90°轉彎，將輸送的煤炭經過轉載機和破碎機直接轉移到皮帶機，具有以下七大優勢：

1）設備配套簡化：一體機在刮板運輸機機頭減少了一套驅動裝置，減化了設備。

2）減少機頭落煤點：采用轉盤式導向和單鏈輸送結構，實現了刮板連續直角變向運動，減少了落煤點，保證了煤流能夠順利轉彎，有效杜絕交叉側卸式機頭產生的底鏈回煤。

3）可翻轉中部槽：研制了新型雙面組合式中部槽，當中部槽中板上表面磨損嚴重時，可以把中部槽翻轉安裝，延長了使用壽命。

4）可拆齒排鏈輪：驅動鏈輪安裝可拆卸式齒排。齒排磨損達極限值時，可直接更換，減少了更換配件成本及人工成本，且延長了鏈輪本體使用壽命。

5）配套支架簡化：傳統的交叉側卸式生產溜機頭必須配套3 架端頭支架和2 架過渡支架，一體機端頭采用與中間架規格相同的支架進行支護，縮短了端頭支護兩個步距，可做到超前支護。

6）機頭變線低：普通刮板輸送機機頭變線增高，造成采煤機臥底量增加300～400 mm，裝煤效果不好；一體機機頭變線部分較低，采煤機臥底量較少，裝煤效果好。

7）進風高度要求低：一體機端頭對進風口高度沒有特別要求，普通刮板輸送機必須保證進風口高度2.5 m 以上，才能滿足設備需求。

4 直角轉盤式一體機常見故障及改進措施

4.1 斷鏈

其原因主要為連接環損壞和大鏈機械卡絆，如圖1 所示。

圖1 斷鏈位置圖

改進措施：新元公司通過與布朗公司技術人員溝通后，改進了齒排底座設計，消除了連接環第一齒受力損傷現象。如圖2 所示。隊組加強鐵器管理，防止卡絆引起斷鏈，同時根據電機額定電流，合理整定開關過載保護。

圖2 齒排底座設計改進位置圖

4.2 鏈輪及齒排損傷

因齒排受力面磨損，更換齒排一次；因齒排兩側小壓塊螺栓切斷，小壓塊丟失，齒排松動致本體開裂，整體更換鏈輪。

改進措施：通過將齒排與鏈輪安裝槽由原來的矩形槽改為楔形配合安裝，取消兩側小壓塊改用中部2 條高強度防松螺栓固定；鏈輪的材料采用更具韌性的材料制作，增強抗裂能力。改進后鏈輪使用效果好，運行穩定。

4.3 刮板及小橫梁損壞

因小橫梁螺栓根部斷裂，致刮板脫落損壞。

預防措施：每日檢修班由專人檢查并緊固小橫梁螺栓螺母，發現斷裂立即更換。

4.4 因磨損更換部件

凸槽因中部槽磨損嚴重更換一件，凹槽上槽幫磨損嚴重更換左右各一件，機尾壓鏈塊磨損更換一組。

5 直角轉盤式一體機各部件磨損數據統計

5.1 大鏈

由于鏈環節距變大，進行了11 次減環，累計減鏈43 環，測量數據如表2 所示。

表2 生產鏈減環情況

5.2 刮板

刮板兩端與溜槽上沿接觸處磨損較為嚴重，磨損極限值厚度為66 mm、長度為870 mm，測量數據如表3 所示：

表3 刮板測量數據 mm

通過表4 可以得出，刮板厚度最小剩余量為12mm，長度最小剩余量為20 mm，可繼續使用。

表4 溜槽測量數據 mm

5.3 溜槽

機頭架橋槽2 中板最小尺寸15.8 mm，凸槽中板磨損50 mm-23.7 mm=22.3 mm。底板轉盤前短槽余量4 mm，短槽余量3.3 mm，凸槽余量12.3 mm，凹槽及機頭架橋槽2 底板中部余量9.4 mm。分析可知：中板和底板中部受單鏈立環磨損較重，所有變線處均如此。

6 其他方面改進措施

由于破碎機沒有滑靴及抬高裝置，在牽引時有鉆地現象，須增加自移裝置及抬高裝置。

凹凸槽長度為1.5 m，變線急促，中底板和槽幫受力磨損嚴重，須設計加長至3 m，且中底板和槽幫加厚或采用耐磨性更高的材料制作。

轉盤刮板槽直徑磨損與新導向塊不匹配，更換導向塊后注意調節切入口間隙。

溜槽側面觀察孔數量不足，而且直徑小，易被浮煤堵塞，發生斷底鏈事故時尋找故障點費時費力。建議中部槽側面觀察孔直徑增大至Φ50 mm，除開口槽外，每節中部槽設置一個。

開口槽的檢查口尺寸小，在處理斷鏈時，刮板不容易進出檢查口，為斷鏈事故的處理帶來一定的困難。建議開口槽開口寬度增大，便于接鏈時刮板的安裝，同時，改為煤幫側拆裝。

轉盤處沖洗水嘴為外置式，在推移過程中易折斷，須改為內置式。

7 使用注意事項

1）運行過程中密切關注前后電機運行電流、轉速、轉矩匹配情況，出現異常及時調整參數設定，防止出現單機過載。

2）根據電機參數合理整定開關過載，短路等參數，確保電機正常使用。

3）根據說明書完成日常注油，周期性換油，并對電機，減速器冷缺系統進行日常檢查，確保系統穩定。根據說明書按規定力矩完成所有緊固螺栓緊固工作。

4）定期對設備易損部件如小橫梁、連接環、齒排、舌板、拔鏈器、連接環、啞鈴銷等進行檢查，發現損壞并及時更換。

5）對各轉動部位的振動、聲音、溫度進行日常檢查，對鏈輪體進行必要性探傷。

6）對變線部位如機頭機尾變線槽、凹槽、凸槽中板、上槽幫給予必要關注，進行數據測量，預算可采時間，提前準備備件。

7）輸送機的鏈條必須預張緊，以補償在加載情況下產生的任何彈性延長，可以避免過多懸鏈的形成。

8）刮板安裝時箭頭必須指向運輸的方向。

9）鏈輪齒排安裝對楔形安裝槽底部和側表面進行必要性清潔，確保齒排安裝到位，緊固到位。

10）刮板必須使用合適的螺母（有的刮板不能使用錐形螺母）。在上緊的位置，螺母必須不能高于刮板自身的高度。