薄煤層刮板輸送機(jī)改進(jìn)及應(yīng)用研究

袁慶永

（陽煤集團(tuán)二礦調(diào)度室， 山西 陽泉 045000）

引言

我國煤炭資源極其豐富，分布范圍廣泛，其中，薄煤層在我國煤炭資源中占據(jù)重要地位。據(jù)統(tǒng)計，我國薄煤層可采儲量約占煤炭總可采儲量的19%，且我國84.2%的煤礦區(qū)均分布有儲量豐富的薄煤層。其中，部分礦區(qū)薄煤層儲量占據(jù)更大的比重，例如安徽省72%的煤炭資源儲存在薄煤層中，四川省51.8%的煤炭資源儲存在薄煤層中，貴州省這一比例為37.2%。此外，在山西、內(nèi)蒙古、河南、河北、山東、遼寧、吉林等省份，也有可觀的煤炭資源儲存在薄煤層中。除賦存量可觀外，我國薄煤層中的煤炭資源煤質(zhì)相對較好，加之我國中厚煤層煤炭資源因長期開采而日益匱乏。因此薄煤層的開采受到的關(guān)注日趨增加，針對薄煤層開采的工藝及技術(shù)也取得了許多成果。但由于薄煤層工作面作業(yè)環(huán)境差、空間小、勞動強度大及經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化效益低等一系列特征和缺點，使得當(dāng)前我國薄煤層產(chǎn)量僅占據(jù)我國原煤總產(chǎn)量10.4%左右，這一比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于薄煤層儲量所占比重。因此，針對適合薄煤層工作面開采特性改進(jìn)現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)對于提高薄煤層煤炭資源的開發(fā)，解決我國能源緊張的局面具有重要意義[1-2]。

1 我國薄煤層刮板輸送機(jī)存在的問題

目前，我國薄煤層使用的刮板輸送機(jī)大多為溜槽高度較低的通用型刮板輸送機(jī)，而并非針對薄煤層煤炭開采和賦存特點專門研制的刮板輸送機(jī)。當(dāng)前多數(shù)煤礦采用的通用型刮板輸送機(jī)采用邊雙鏈結(jié)構(gòu)，中部溜槽一般使用鋼焊接。其刮板鏈直徑一般在14～18 mm，高度一般在 190～222 mm，裝機(jī)功率一般在90～180 kW，中板厚度一般在 12～20 mm，輸送機(jī)長度一般不超過100 m。這類刮板輸送機(jī)缺點明顯，即刮板鏈強度低、中部槽壽命短、機(jī)頭和機(jī)尾“三角煤”處理困難和容易發(fā)生“漂溜”。由上述缺點可知，此類刮板輸送機(jī)可靠性較差，難以滿足薄煤層工作面回采要求。因此，為了提高薄煤層礦井生產(chǎn)效率，滿足薄煤層礦井對于集矮機(jī)身、長運距、大功率等優(yōu)點于一身的高可靠性刮板輸送機(jī)的迫切需求，有必要改進(jìn)現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)，使其適用于薄煤層工作面[3]。

2 改進(jìn)措施

2.1 改進(jìn)過渡槽和頭尾架的連接方式

改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)采用矮機(jī)頭設(shè)計的同時其銷軌布置盡量靠近刮板機(jī)機(jī)頭尾，且過渡槽和頭尾架采用如圖1所示的連接方式，這種近似啞鈴的聯(lián)接方式可替代目前普遍使用的螺栓連接方式。此連接方式可在不改變機(jī)身寬度的情況下提高頭尾架和過渡槽的連接強度，從而保證了采煤機(jī)在頭尾工作面具有充足的臥底量，以方便采自開切口和割透三角煤，避免了人工裝煤的低效率和高風(fēng)險。

圖1 過渡槽和頭尾架連接的方式示意圖

2.2 改進(jìn)刮板機(jī)輸送機(jī)的電機(jī)布置方式

改進(jìn)后的刮板機(jī)輸送機(jī)的電機(jī)垂直布置，這一改進(jìn)不僅可以確保安全出口的順暢，而且可以解決大功率電機(jī)的外形尺寸偏大與薄煤層采高過低之間的矛盾。

2.3 改進(jìn)刮板機(jī)輸送機(jī)的中部結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)中部槽如圖2-1所示，這種整體鑄焊封底的中部槽可以避免工作面底板和刮板鏈的直接接觸，通過消除其兩者之間的刮卡來減小刮板輸送機(jī)運行時的摩擦阻力，從而大幅提高了運煤效率。與常見的730系列刮板輸送機(jī)中部槽槽幫相比，此改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)槽幫高度下降幅度達(dá)25～50 mm。與此同時，改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)采用“采煤機(jī)騎鏟板”形式的槽幫，且其擋板槽幫使用“反裝”銷軌的軌座鑲嵌式結(jié)構(gòu)，刮板鏈則采用如圖2-2所示的高強度的扁平鏈。這些改進(jìn)使得薄煤層刮板輸送機(jī)在滿足采煤機(jī)所需的牽引力、銷軌的高強度、中板厚度大、鏈條規(guī)格匹配等要求的同時使得整體配套高度大幅降低，從而不僅增大了過煤空間，而且提高了裝煤效率。

圖2 改進(jìn)后的中部結(jié)構(gòu)

2.4 改進(jìn)刮板輸送機(jī)槽幫材料

改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)采用新型材料制作的槽幫，用來替代目前常規(guī)使用的ZG30MnSi型槽幫材料。表1對比了新舊槽幫材料性能指標(biāo)。由表1所示的新舊槽幫材料性能指標(biāo)對比結(jié)果可知：這種新材料集高耐磨性、高強度、高韌度、優(yōu)良的機(jī)械加工性能及焊接性能于一身，從而可以提高薄煤層刮板輸送機(jī)中部槽在惡劣工作條件下的使用強度及其可靠性。

表1 新舊槽幫材料性能指標(biāo)對比

2.5 改進(jìn)刮板輸送機(jī)鏈輪體

作為刮板輸送機(jī)關(guān)鍵部件和易損件，需提高其鏈窩與鏈條的嚙合精度。因此，為提高鏈窩與鏈條的嚙合精度，改進(jìn)后的鏈輪體使用合金鋼整體鍛造，然后數(shù)控加工成型。與此同時，采用中頻淬火技術(shù)處理鏈窩，使其表面硬度（HRC）達(dá)到55～60范圍內(nèi)，其淬硬深度可達(dá)25 mm以上，這一改進(jìn)可顯著提高鏈輪體的抗沖擊性能和疲勞強度。

3 結(jié)語

薄煤層刮板輸送機(jī)改進(jìn)措施充分滿足了可靠性、先進(jìn)性、互換性、適用性和經(jīng)濟(jì)性的現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)的要求。該改進(jìn)后的的薄煤層刮板輸送機(jī)設(shè)備已經(jīng)在河南、山西等地區(qū)薄煤層綜采工作面得到了廣泛應(yīng)用且成功解決了傳統(tǒng)薄煤層刮板輸送機(jī)中部槽可靠性低以及煤炭回采率低等一系列的生產(chǎn)難題，同時，提高了礦井生產(chǎn)能力，也進(jìn)一步保證了薄煤層開采的安全性，極大提高了我國薄煤層礦區(qū)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益[4]。