淺談刮板輸送機(jī)存在隱患的解決技術(shù)

[摘 要]綜放工作面在回采過(guò)程中，存在工作面起伏過(guò)大、水平彎曲過(guò)大，必定導(dǎo)致鏈條出槽隱患。針對(duì)綜放工作面機(jī)頭機(jī)尾運(yùn)行狀況及防止鏈條上彈，采用了過(guò)渡槽上口加厚變窄的具體措施，避免了設(shè)備損壞和人身安全事故，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[關(guān)鍵詞]綜放工作面；刮板輸送機(jī)；鏈條上彈；磨損；放煤

中圖分類號(hào)：TD63+4.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0055-02

1.概述

隨著開采深度的不斷擴(kuò)展，煤層傾角、地質(zhì)構(gòu)造、礦山壓力的突顯、導(dǎo)致井下的環(huán)境更加復(fù)雜，設(shè)備事故率頻繁發(fā)生，尤其是綜放工作面的后部刮板輸送機(jī)事故率較為突出，它的出現(xiàn)對(duì)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)處理起來(lái)非常麻煩，極容易導(dǎo)致設(shè)備損壞和人身安全事故。

2.事故原因分析

2.1 刮板老化

姚橋煤礦綜放工作面，都有斷層和夾矸存在，尤其是夾矸量越多對(duì)設(shè)備的威脅越大，矸石磨損設(shè)備導(dǎo)致快速老化的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，刮板長(zhǎng)度變短導(dǎo)致鏈條出槽。

如SGZ630—400后部刮板輸送機(jī)的刮板在實(shí)際生產(chǎn)8個(gè)月，運(yùn)輸煤量約80多萬(wàn)噸后的實(shí)際狀況：

圖1中可見新舊刮板的尺寸對(duì)比，使用了8個(gè)月的刮板短了約30毫米，這是導(dǎo)致鏈條出槽的主要原因之一。刮板靠老塘側(cè)的邊磨損量較大，這是因?yàn)楹罅镌诜琶簳r(shí)要求見矸就關(guān)，但在關(guān)的過(guò)程中必然有一部分矸石進(jìn)入溜槽，正是這部分矸石造成刮板靠老塘側(cè)的邊口磨損大于煤幫側(cè)磨損。

2.2 溜槽槽幫磨損嚴(yán)重

溜槽幫口變薄變窄，造成溜槽上口變寬，導(dǎo)致刮板出槽。如SGZ630—400后部刮板輸送機(jī)生產(chǎn)8個(gè)月后，磨損溜槽與新溜槽的對(duì)比圖如（圖2）：

由上圖可以看到，磨損后的刮板與磨損后的溜槽的配合情況：磨損后的刮板的長(zhǎng)度Lg=535mm，磨損后的溜槽最大寬度為：490+（（590-460）/2-15）=540mm，即：溜槽最寬點(diǎn)大于刮板長(zhǎng)度，所以刮板在一定的情況下很容易出槽，這是造成刮板輸送機(jī)鏈條出槽的第二個(gè)因素。

2.3 工作面水平彎曲和垂直彎曲均過(guò)大導(dǎo)致鏈條出槽

工作面水平彎曲過(guò)大，并且同時(shí)工作面起伏也過(guò)大，必定導(dǎo)致鏈條出槽。如果這兩條不同時(shí)具備，鏈條也不會(huì)出槽。

找到鏈條出槽的原因后，在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)刮板輸送機(jī)的工作狀態(tài)找到一些解決的辦法，從而會(huì)避免或減少這樣的問(wèn)題出現(xiàn)（圖3）。

從下面工作面刮板輸送機(jī)的圖紙中可以看出；當(dāng)刮板輸送機(jī)處于下圖狀態(tài)時(shí)，其中部槽基本是水平狀，中部槽的鏈條僅受水平拉力，鏈條在兩端過(guò)渡槽處受水平拉力的同時(shí)還有向上的彈力，此時(shí)的鏈條受力狀況簡(jiǎn)圖如（圖4、5）：

由上圖可見，4號(hào)和5號(hào)點(diǎn)受到過(guò)渡槽幫的壓力，這是為了鏈條繞過(guò)鏈輪后，控制上鏈與底鏈之間的距離，以適合中部槽的使用。那么在受壓點(diǎn)處鏈條有向上的彈力存在。另外由下圖還可以看到機(jī)頭機(jī)尾的鏈輪中心距比中部槽的中心距高出一個(gè)距離，機(jī)頭機(jī)尾架明顯有一個(gè)向上角度，這樣必然導(dǎo)致過(guò)渡槽處有很大的上漂力存在。

機(jī)頭架示意圖如（圖6）：

鏈條受力圖如（圖7）：

3.解決鏈條出槽的措施

3.1 防止過(guò)渡槽鏈條上彈出槽的措施

為克服過(guò)渡槽鏈條上彈出槽，使鏈條順利運(yùn)轉(zhuǎn)，在刮板輸送機(jī)的機(jī)頭機(jī)尾過(guò)渡槽處均設(shè)有加厚加寬的壓鏈槽幫。如圖8所示：

同時(shí)為增大刮板兩邊的受力面積，在過(guò)渡槽上口的兩幫各加寬15mm鋼板，使原來(lái)460mm的口寬變?yōu)?30mm的口寬。其目的就是為了增大刮板的受力面積，克服該處鏈條的上彈力。如圖9所示：

端面圖如圖10：

以上是工作面刮板輸送機(jī)鏈條，在機(jī)頭機(jī)尾運(yùn)行狀況及防止鏈條上彈，采用過(guò)渡槽上口加厚變窄的具體措施，采取這一措施后，刮板輸送機(jī)的中部槽和過(guò)渡槽形成統(tǒng)一水平，所以中部槽的槽口基本不承受刮板兩邊的向上抬力。中部槽的槽口在設(shè)計(jì)時(shí)就比過(guò)渡槽口薄而寬。然而在實(shí)際工作中刮板輸送機(jī)的中部槽并不能一直實(shí)現(xiàn)理想的水平運(yùn)行，而是隨著地質(zhì)條件的變化，存在不同的起伏和彎曲度。如圖11所示：

由圖11可以看出溜槽中部槽部分的鏈條僅僅受到拉力，不存在向上或向下的力。此時(shí)在刮板下面不墊其它雜物鏈條松緊適度時(shí)，無(wú)論刮板多短也不會(huì)出槽。圖中過(guò)渡槽處4#和5#點(diǎn)存在上漂力，因?yàn)檫^(guò)渡槽上口采取措施后大面積的壓住刮板也可以保證刮板鏈條正常的運(yùn)行狀態(tài)（圖12）。

這種情況的運(yùn)行，鏈條的受力分布發(fā)生明顯的變化（圖13）。

圖12和圖13的鏈條受力狀態(tài)明顯的不同，因?yàn)槭艿刭|(zhì)條件的限制刮板輸送機(jī)存在起伏不平現(xiàn)象，導(dǎo)致鏈條多方向受力。當(dāng)刮板輸送機(jī)長(zhǎng)期處于這種不良狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，必然導(dǎo)致阻力大、槽口磨損快、刮板磨損快。當(dāng)普通中部槽檐口磨損到一定厚薄不能承受刮板的上漂力時(shí)，就造成槽口撕開，刮板出槽，鏈條上漂。刮板磨損低于一定尺寸也必然導(dǎo)致刮板出槽，鏈條上漂。對(duì)設(shè)備安全構(gòu)成威脅，對(duì)人生安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

工作面出現(xiàn)起伏造成溜槽損壞刮板出槽的大多集中在工作面機(jī)頭，即從工作面10#架到機(jī)頭這一范圍內(nèi)，溜槽損壞刮板出槽較為常見。造成這一現(xiàn)象的主要原因是機(jī)頭上翹，受力點(diǎn)下移，此處的普通溜槽槽幫薄，槽口寬，刮板接觸面積小，產(chǎn)生摩擦力大，對(duì)溜槽和刮板的磨損非?？?，當(dāng)刮板輸送機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，機(jī)頭部再有水平彎曲度，刮板向溜槽一邊跑，槽幫與刮板的接觸面積更小，小到一定程度時(shí)必然損壞溜槽，刮板出槽。

綜上所述，刮板出槽的條件：（1）刮板輸送機(jī)機(jī)頭嚴(yán)重上翹，受力點(diǎn)位移，破壞普通槽的槽幫。（2）刮板嚴(yán)重磨損變短。（3）刮板輸送機(jī)出現(xiàn)水平彎曲。

解決這一問(wèn)題的措施：就是保證刮板輸送機(jī)平、直運(yùn)行。使刮板輸送機(jī)處于良性運(yùn)行，避免鏈條出槽現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 解決工作面刮板輸送機(jī)阻力的措施

但由于受地質(zhì)條件的影響，工作面常處于起伏狀態(tài)，工作面刮板輸送機(jī)也處于起伏不平，這就使得了刮板輸送機(jī)的阻力大增，產(chǎn)生破壞作用。因此在工作面處于這一狀態(tài)時(shí)，盡可能的減小刮板輸送機(jī)的起伏角度，減小機(jī)頭部的落差是非常必要的。

處理措施是：采取過(guò)渡槽槽口的處理辦法，具體如（圖14）：

即工作面機(jī)頭從過(guò)渡槽向后的10塊溜槽口上幫加焊20mm厚的鋼板并向里延15mm寬的鋼板，使溜槽口由原來(lái)的460mm寬變?yōu)?30mm寬，增大槽口厚度的同時(shí)也增大了槽口與刮板的接觸面積。經(jīng)過(guò)加工后的溜槽口的強(qiáng)度大為增強(qiáng)，槽口寬度變窄，預(yù)防了溜槽磨損，效益是顯著的。

但這樣加工后的溜槽存在運(yùn)載量的問(wèn)題。根據(jù)運(yùn)載量計(jì)算溜槽加工后與加工前的運(yùn)煤能力的變化。溜槽運(yùn)載圖如（圖15）：

即焊接后的運(yùn)輸能力沒有變小反而變大。但這樣焊接后能夠增加溜槽口的強(qiáng)度，減小溜槽口的寬度，增大溜槽口與刮板的接觸面積。降低磨損速度。有利于提高溜槽與輸送機(jī)刮板的使用壽命。

3.3 解決工作面后刮板輸送機(jī)負(fù)荷量過(guò)大的措施

綜放工作面后刮板輸送機(jī)負(fù)荷量過(guò)大，設(shè)備事故率較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)一個(gè)工作面下來(lái)，后部刮板輸送機(jī)的事故率約占整個(gè)工作面機(jī)械設(shè)備事故率的2/3，是困擾采煤隊(duì)，影響和制約采煤隊(duì)生產(chǎn)的較為突出的問(wèn)題。

綜放工作面的后部刮板輸送機(jī)承擔(dān)支架放煤的運(yùn)載任務(wù)，根據(jù)規(guī)程要求，綜放工作面必須放煤干凈以防老塘氣體升高著火。因此放煤工在操作時(shí)必須見矸就“關(guān)”，是解決工作面后刮板輸送機(jī)負(fù)荷量過(guò)大問(wèn)題。

4.存在的問(wèn)題

目前，工作面刮板輸送機(jī)鏈條的松緊度完全靠人的感觀來(lái)定，缺乏數(shù)字性的依據(jù)，在日常生產(chǎn)中對(duì)鏈條的松緊度很難把握準(zhǔn)確，運(yùn)行中的鏈條存在過(guò)緊或過(guò)松現(xiàn)象。按廠家說(shuō)明書中要求機(jī)頭鏈條啟動(dòng)時(shí)下垂2至3環(huán)是不能滿足生產(chǎn)需要的，這個(gè)問(wèn)題到目前為止沒有好的解決方案。如果能找的便于測(cè)量鏈條松緊度的工具，使得刮板輸送機(jī)的鏈條在運(yùn)行中有個(gè)合理的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)刮板輸送機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供更加有力的保障。

作者簡(jiǎn)介

劉榮華，男，1968年4月出生，江蘇泰興人，大學(xué)文化，工程師，現(xiàn)任上海能源大屯煤電公司姚橋煤礦生產(chǎn)準(zhǔn)備科科長(zhǎng)。