提高轉載機在復雜地質條件下整體性能的研究

鄧柱林

摘 要：本文以煤礦井下實際地質情況為依據(jù)，以提高轉載機強度和增大安全系數(shù)為目標，探索了轉載機在復雜地質條件下提高整體綜合性的途徑和方法，為提高轉載機的使用壽命、減小部件磨損、降低勞動強度、增大安全系數(shù)等積累了經驗。

關鍵詞：轉載機;綜合整體性能;復雜地質條件

中圖分類號：TD528文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）31-0064-03

Research on the Comprehensive Improvement of Overall Performance of

the Reloader Under Complex Geological Conditions

——Take No.13 Mines of Pingdingshan Tianan Coal Industry Co.， Ltd. for Example

DENG Zhulin

（No.13 Mines of Pingdingshan Tianan Coal Industry Co.， Ltd.，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： Based on the actual geological conditions of underground coal mine， aiming at increasing the strength and safety factor of the transporter， this paper explored the ways and methods to improve the overall comprehensiveness of the transporter under complex geological conditions. This paper had accumulated experience in improving the service life of the reproducer， reducing the wear of parts， reducing the labor intensity and increasing the safety factor.

Keywords： reproduced machine;overall performance;complex geological conditions

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦（以下簡稱“十三礦”）地質條件復雜，煤層傾角大，斷層發(fā)育豐富，煤層厚度不均（2.12～7.53m），給回采造成了較大困難，尤其加劇了綜采設備的磨損。以該礦使用的SZZ-764/200型橋式轉載機來說，上分層開采時遇到的斷層和下分層頂板冒落的巖石及薄煤帶都會加劇轉載機槽子中板、鏈道及刮板等部件的極速磨損。此外，國內生產的轉載機在快速拉移、機頭自動支撐、安全設施和防塵方面也不能完全滿足復雜地質條件下的合理應用需求，其安全系數(shù)低，強度小，不能適應礦井的高產高效生產。因此，對轉載機在復雜地質條件下的適應性進行改造就顯得尤為必要[1]。

1 研究方法

本文采用的研究方法主要有以下幾個。

①文獻資料法。通過相關書籍及網絡文庫了解該課題目前的研究現(xiàn)狀，并查詢類似項目的研究數(shù)據(jù)，為該課題的研究奠定理論基礎。

②技術調查法。通過與集團公司各單位的良好合作關系，對其進行實地調查研究，了解其他單位的思路和現(xiàn)場狀況，并與廠家技術人員進行溝通。

③實地調研法。通過實地查看，結合井下實際情況，確定課題研究方法。

④經驗問詢法。通過對井下實際操作人員進行溝通，得出井下在實際操作過程中遇到的問題，并總結一些使用經驗以完成該課題研究。

⑤試驗應用法。通過在“十三礦”己15-17—11072采煤工作面實地應用轉載機，研究其是否符合復雜地質條件下的應用。

2 研究方案

“十三礦”現(xiàn)在所使用的轉載機，在井下實際生產過程中還存在一些缺陷和不足，這些問題明顯制約著安全生產和高產高效。為了解決這些問題，本文以“十三礦”井下實際情況為依據(jù)，對轉載機的結構特點做了以下研究，為今后轉載機在復雜地質條件下的應用積累了一些寶貴經驗[2]。

2.1 提高轉載機凸槽綜合性能的研究

由于轉載機凸槽結構形狀較為特殊，中雙鏈在凸起中板上運行時，鏈子是緊貼在中板上的，因此，造成鏈道下的中板使用不久就會出現(xiàn)一道深深的磨痕溝，時間長了就會磨透造成漏煤。

針對上述情況提出了兩種方案。方案一是選擇強度更高的16Mn低合金鋼板，再通過等離子熔覆焊增加中板表面強度，然后再在中板上用耐磨焊條焊“之”字，以增長使用時間。但是，從該方案在井下的實際應用效果來看，其雖然使用時間較長，但隨著長時間的使用，最終會出現(xiàn)磨透漏煤的現(xiàn)象，最后只能更換凸槽。因此，該方案不能解決更換凸槽的問題。

方案二是在方案一的基礎上，將轉載機凸槽中板設計成可更換式中板。如果井下凸槽中板出現(xiàn)磨透漏煤情況，可以利用檢修時間進行更換，這不僅會縮短更換時間，而且不會影響正常生產。因此，確定使用方案二。

2.2 提高轉載機凹槽綜合性能的研究

轉載機凹槽也是一個具有特殊結構的溜槽。由于中間設計的有一點凹陷，這樣就會形成轉載機刮板鏈運行到凹槽時，出現(xiàn)刮板上漂，形成與C型刮板道槽幫內上平面接觸性磨擦。時間一長，就會出現(xiàn)槽幫上面磨薄變窄，造成刮板出槽飄鏈子。

研究方案是：通過在凹槽刮板道槽幫內側上平面加焊耐磨筋以及在槽幫外側上平面加焊一層耐磨鋼板來緩解磨損程度，從而防止槽幫磨透變窄出現(xiàn)飄鏈子的情況。

2.3 提高轉載機機頭架支撐性能的研究

目前，“十三礦”轉載機機頭架與膠帶運輸機機尾承載段分離的辦法是：使用兩根單體柱分別支撐住轉載機機頭架兩側的槽幫，然后供液用單體柱支撐機頭架。這樣的操作方法不但勞動強度大，而且存在單體柱彈跳傷人的不安全因素。

研究方案是：利用液壓系統(tǒng)在轉載機機頭架下安裝一個可縱、橫向伸縮的千斤頂支架，并通過液壓閥組控制其動作來代替用單體柱支撐機頭架的方法。該裝置在設計過程中遵循結構簡單、容易操作、調整方便、安裝維修容易的指導思想。因此，具有操作方便、運行平穩(wěn)、安全可靠等優(yōu)點，可滿足工作面高產高效的要求。不僅可以實現(xiàn)一人一機操作，確保生產運行平穩(wěn)可靠，還杜絕了之前提到的單體機彈跳傷人事故。

2.4 提高轉載機拉移方式的研究

目前，“十三礦”在拉移轉載機時，采取的是錨固拉移裝置。該裝置拉移速度慢，每次挪移、搬遷拉移裝置時較煩瑣，職工的勞動強度增大，遇到底板巖性軟、水煤泥時拉移較困難。同時，還存在斷鏈等不安全因素，嚴重制約安全高效的原煤生產。

研究方案是：利用液壓系統(tǒng)及機械機構使轉載機實現(xiàn)自移，替代傳統(tǒng)的錨固式拉移裝置。其設計理念就是以滾動摩擦代替滑動摩擦，減小摩擦力來實現(xiàn)輕松拉移轉載機的目的。該裝置具有自動前移、調偏和調高等功能，可以滿足工作面高產高效的要求。其設計遵循結構簡單、容易操作、調整方便、安裝維修容易的主導思想。

2.5 提高轉載機機頭落煤方式的研究

當轉載機機頭向膠帶運輸機上落煤時，由于兩者搭接上存在1m左右的高差，因此煤矸掉落時，會產生一定的沖擊力，給皮帶造成一定的損害，同時也會砸壞皮帶托輥，影響正常生產。

研究方案是：在轉載機機頭兩塊擋矸板之間加裝一個煤矸緩沖器，利用縮小機頭與皮帶落煤時的高差和二次緩沖來減小煤矸掉落時的沖擊力，以達到保護皮帶和皮帶機尾托輥的目的。

2.6 提高轉載機溜槽C型刮板道槽幫性能的研究

轉載機C型刮板道是刮板的滑行通道，在運行過程中，當刮板與槽幫間隙較大時，大量的煤矸石被夾雜在刮板與刮板道槽幫之間的間隙中，從而加劇C型刮板道槽幫內面的磨損，再加上井下潮濕的環(huán)境，久而久之槽幫就會銹蝕磨透，從而造成溜槽兩側漏煤，影響正常生產。

研究方案是：①在轉載機溜槽外側對應C型刮板道槽幫的位置加焊耐磨鋼板，防止槽幫銹蝕磨透漏煤;②在刮板道槽幫內側用加焊“V”字型耐磨筋，提高耐磨強度。

2.7 提高轉載機溜槽中板耐磨性能的研究

轉載機的運輸方式是煤矸和刮板鏈都在中部槽內滑行，當刮板和鏈條在中板上滑動時，煤和矸石便成為磨料，對中板起三體磨損，導致溜槽中板磨損失效。其失效形式是由于刮板圓環(huán)鏈與中板之間存在煤塊、煤矸石等磨料，承受圓環(huán)鏈的磨料磨損外，還受到粘著磨損，這種磨損形式為金屬與金屬間摩擦磨損，還有在腐蝕介質下的腐蝕磨損。

研究方案是：選用高強度耐磨鋼板做中板，并對其表層進行強化，加強中板的耐磨強度。根據(jù)研究，確定對中板進行等離子熔覆焊，并在中板上層加焊“之”耐磨筋，以提高其強度，延長使用壽命。但必須掌握以下幾點技術要求：①焊接母材的質量指標符合或等效于高強耐磨鋼板;②焊接材料的強度指標及化學成分接近于母材而低于圓環(huán)鏈，以避免對刮板鏈的過度磨損，如采用鐵基Cr-Mo系低碳低合金鋼堆焊合金粉末壓制塊及D212焊條;③合理選擇焊接中板的焊接方法，如融合采用自熔復堆焊與焊絲堆焊;④施焊部位嚴格清理除銹。

2.8 提高轉載機機頭綜合防塵的研究

安裝在進風巷的轉載機在向膠帶運輸機落煤時，揚起的煤塵會隨著風流重新進入工作面，造成工作面煤塵過大，同時加裝在轉載點噴霧霧化效果差且水流大，容易出現(xiàn)水煤，造成皮帶拉水多，影響皮帶運行和文明生產。

研究方案是：在轉載機機頭架上設計一個防塵罩，并在防塵罩內加裝一組風水聯(lián)動噴霧，這樣可以大幅降低煤塵回流，同時風水聯(lián)動噴霧霧化效果好，使用水量小，可以降低出水煤的概率。

2.9 轉載機落地槽段頂封蓋板影響檢修的研究

轉載機落地槽段的卸料槽上都安裝有頂封蓋板，這樣可以防止人員在巷道支護時因不慎掉入轉載機內，同時還可以在封蓋板上存放備用物品等，但這會增加檢修工作的難度。

研究方案是：把轉載機落地段溜槽的頂封蓋板設計成一個可隨時打開的兩兩相對的合頁式頂封蓋板，以便于正常檢修和清理巷道煤矸。

2.10 轉載機行走部因機身不平衡卡絆皮帶機尾托輥架的研究

轉載機機頭行走部是騎跨在膠帶運輸機機尾承載段上的，依靠行走輪在承載段兩側的導軌上滾動來完成移動。但當井下地質條件復雜、涌水量大、底板松軟時，機尾承載段就會下陷，一側下陷就會出現(xiàn)轉載機機身不平衡，在拉移轉載機時，行走部就會卡絆機尾承載段的緩沖托輥架，從而影響生產。

研究方案是：通過觀察轉載機行走部的結構，發(fā)現(xiàn)原廠生產的行走部小跑車支撐滾輪直徑只有160mm，正常安裝后小破車底邊距離皮帶機尾承載段緩沖托輥架只有50mm的間距，正常情況下可以滿足移動。但遇到底板出水變得松軟導致轉載機機頭架一側歪斜時，就會出現(xiàn)行走部小跑車底邊卡絆皮帶機尾承載段緩沖托輥。因此，根據(jù)井下實際情況，決定增大行走部小破車滾輪直徑，以提高其間距以滿足小跑車移動。

2.11 轉載機因煤量大頂拱溜槽封蓋板的研究

轉載機落地段溜槽封頂后，上封蓋板時常因通過的煤量大及大塊煤矸石而發(fā)生拱起變形，既影響設備完好性能，又影響上覆存放的備件及轉載機開關擺放的平衡性。

研究方案是：在轉載機第一節(jié)封蓋板溜槽上加裝了一根礦用工字鋼，當有大量煤及煤矸石通過時，該裝置就可以將通過的煤平整掉一些，以免拱頂溜槽上封蓋板，另外還可以阻擋因停車不及時而出現(xiàn)的大塊矸石，有效保護溜槽封蓋板。

2.12 提高轉載機減速機綜合性能的研究

轉載機在井下實際生產過程中，會因為各種原因而造成頻繁停車、起車，從而造成轉載機減速機與電機連接的一軸磨損過快，導致一軸平鍵及鍵槽損壞，影響正常生產。

研究方案：①與廠家溝通后，將減速機一軸的平鍵連接方式改為花鍵連接，這樣就增強一軸連接的嚙合程度;②在原有平鍵連接方式的一軸上多加工2個備用鍵槽，這可以減少更換轉載機一軸的頻率。

2.13 提高轉載機機頭落煤綜合性能的研究

轉載機向膠帶運輸機落煤時，所掉落的煤矸石自身帶有一定的慣性，會向前沖出一段距離，轉載機原本的擋桿板長度不夠，導致煤矸石不能掉落在皮帶上。另外，擋矸板和皮帶不能直接接觸，留有一定的間距，當煤量較大時，掉落在皮帶上的煤矸會順著皮帶和擋矸板的間隙散落在皮帶兩側，增加清理工作強度。

研究方案：①適當增大原本轉載機擋桿板的長度，以增加擋矸距離;②在擋矸板的末端鉆孔加一截皮帶，使擋矸板和皮帶完全接觸。

2.14 提高轉載機刮板綜合使用性能的研究

轉載機在復雜地質條件下磨損比較快的配件是轉載機刮板。一塊全新的刮板在運輸矸石的情況下，最多使用1個月兩端就會磨禿變短，從而造成轉載機飄鏈子。這時就需要大量更換刮板，而更換下來的刮板只能報廢，因此極大程度上增加了投入成本。

研究方案是：轉載機刮板出廠長度為708mm，在井下使用1～2個月后，長度會降至670～690mm，個別嚴重的已達到了660mm。為了能繼續(xù)使用這些變短的刮板，決定使用高強度耐磨焊條對刮板進行堆焊修復。

3 結語

本文通過對“十三礦”轉載機在復雜地質條件下提高綜合整體性能的研究，總結了在復雜地質條件下轉載機提高整體綜合性能的經驗和方法，為煤礦節(jié)約資金，降低消耗，提高單產水平，實現(xiàn)高產高效、安全生產提供了有益借鑒。

參考文獻：

[1]王赟.薄煤層轉載機關鍵技術研究[J].科技創(chuàng)新與生產力，2017（8）：116-117.

[2]馬建洪.礦用轉載機自移裝置設計與應用[J].中國高新技術企業(yè)，2013（18）：15-16.