超长运距超重型顺槽用刮板转载机辅助拉移装置的研制及应用

关少华

（山西煤矿机械制造有限责任公司，山西 太原 030031）

1 前言

在综采工作面的运输系统中，转载机是必不可少的。它设在运输顺槽端部，承接工作面输送机运出的煤炭。它的卸载端由支承小车或皮带机自移机尾抬高，以期与顺槽可伸缩胶带输送机搭接。工作面推进时，转载机随之前移，达到搭接长度后才需缩短胶带输送机的长度，从而提高综采设备的开机率和产量。

随着现代科学技术的进步，煤矿综采技术的飞速发展，顺槽用刮板转载机的功率和运行速度也增加较快。工作面每小时产煤能力的提高，工作面推进速度的加快，要求顺槽用刮板转载机除满足大煤量的转载能力的同时，自身的移动也必须快速、简便、安全可靠。

2 矿井概况

陕西彬长矿业集团胡家河煤矿，某工作面设计年产600万t，采用倾斜长壁综采放顶煤工艺。采煤机选用MG500/1330-WD型；中间支架选用ZF13000/21/40，过渡支架选用ZFG13000/24/40H，端头支架选用ZTZ19910/25/38，上顺槽超前支架选用ZTC39830/25/38B，下顺槽超前支架选用ZTC29870/25/38A；前部刮板机选用SGZ1000/2*855，后部刮板机选用SGZ1200/2*855。均为大功率设备，其技术先进，完全满足年产600万t的要求。但如何选用合适的转载机，满足工作面运输的要求，成为高产高效工作面生产的关键技术之一，为此，胡家河煤矿决定使用目前国内较先进的SZZ1350/700顺槽用刮板转载机。

3 SZZ1350/700顺槽用刮板转载机参数及研制难点

3.1 主要技术参数

输送能力：4 000 t/h；刮板链速:1.8 m/s；爬坡角度:8°；电动机型号及功率:YBSD-700/350-4/8G，700/350 kW；刮板链型式:中双链；圆环链规格为：38×126；链条间距：500 mm；刮板间距:756 mm；紧链型式：液压马达紧链装置-阻链器；调链方式：伸缩机头；卸载方式：端卸。

3.2 研制难点

然而，SZZ1350/700顺槽用刮板转载机的设计长度达65 m，因巷道内要求铺设超前支架，支架与转载机有配合要求，故转载机落地段中部槽数目达27节，再加上长度达4 m的重型破碎机，使水平落地段长度达46 m，转载机落地段接触面积和重量进一步加大，整机重量达200多t（含破碎机重量）。

3.3 转载机传统移动方式所存在的问题

锚固拉移方式存在的问题：①受矿压影响，巷道及支架变形大，且巷道铺设有皮带和轨道，锚固座埋设位置不易选择。②拉移转载机用25～30 min/次，每天需1.5～2.5 h；为减小转载机拉移阻力，工作面输送机停止，转载机空转，使生产时间缩短，难以进一步提高产量。③拉移时参与人员多，且易出现锚固座拉毁、圆环链拉断伤人、抬棚拉塌事故，安全系数低。

3.4 采用端头支架方式存在的问题

由于受采面动压影响，采面下出口处巷道状况普遍较差，加上淤水淤煤，致使端头支架推移困难，不少采面曾因端头支架管理困难，使生产陷入瘫痪状态。

3.5 采用回柱绞车方式存在的问题

一方面，拉移能力小，无法移动超重型转载机；另一方面，因绞车固定，影响行人通过，还容易造成绞车断绳或崩绳伤人事故。

4 研制方案的确定

4.1 超重型转载机拉移阻力分析

转载机自重达约200 t（含破碎机），落地段与底板或浮煤完全接触，摩擦系数大，底板对转载机的摩擦力是拉移时的主要阻力。

4.2 设计实现目标

（1）在以工作面端头支架推移超重型转载机，为主要移动方式的基础上，使转载机本身具有辅助拉移能力，设法使巷道底板对转载机的落地段不影响或影响减小。

（2）将整个转载机落地段的槽间连接方式设计为哑铃联接，这样既可适应巷道地面凸洼不平的影响，又可抵消支架推移时因巷道起伏产生的推移分力的影响，避免了采用螺栓联接时产生的别卡，甚至造成螺栓折断的事故。为辅助自移装置的研制，做了一个很好的铺垫。

（3）在机身分组对称安装成对支撑油缸，抬起落地承重段，拉移过程中与底板不接触或接触面积缩小，减小拉移时摩擦力并在机身上对称安装两个推移油缸，实现自身前移。

（4）辅助拉移装置与转载机配合后的尺寸，不超出转载机与端头支架及超前支架配合后的最大尺寸。

（5）辅助拉移装置要有足够稳定的连接点。要求连接架承载能力大，支撑油缸有力，推移油缸移动导轨有力到位。

（6）辅助拉移装置结构要紧凑，安装要方便，自身移动要灵活。

（7）辅助拉移装置性能良好，使用安全可靠。

4.3 油缸位置的确定

受工作面刮板运输机和端头支架底座影响，转载机靠近机尾落地段无安装位置；破碎机前、后5 m处为落地段最重承载处，重约47 t。如果利用现有的转载机代替自移装置，则在破碎机前后需配置凹槽、推移槽和联接槽，否则自移装置没有连接点和推移点，使整个承重段及自移装置长度达12 m，为此，需布置4对（8根）支撑油缸来满足如此庞大的载荷，也增加了推移油缸的压力。经过周密的设计计算，施工时在转载机落地段取消了传统意义的凹槽，利用破碎机与转载机爬坡段联接，将破碎机入口处的推移槽、联接槽，用1节1.5 m长的联接槽代替，这样，破碎机及其后的承重段长度仅为5.5 m，比利用原有自移装置时减少了6.5 m，更加重要的是减小了此段的载荷，使辅助拉移装置的结构变得紧凑，有利于落地段与巷道地面的分离，减小了支撑油缸和推移油缸的压力，增加了油缸的使用寿命！我们在破碎机主架体两侧留有安装支撑油缸和推移油缸的空间，安设后不会增大机身最大外形尺寸；考虑破碎机自身的重量很大，故选择在破碎机主架体两侧安装4根支撑油缸，同时在破碎机主架体两侧安装2根推移油缸。另外的2根支撑油缸，安装在破碎机入口的1.5 m长的联接槽上，见图1。

图1 破碎机承重段结构图

4.4 辅助拉移装置的组成

其主要由：1导轨、2滚轮架、3联接架、4液压系统等部件组成。

4.5 辅助自移装置工作原理及液控系统技术参数

4.5.1 工作原理

图2 转载机辅助拉移装置结构图

图3 辅助拉移装置断面图

利用滚动摩擦系数小于滑动摩擦系数的原理，把转载机的一部分和破碎机抬高，由转载机和破碎机与底板的滑动摩擦转化为转载机和破碎机与导轨间的滚动摩擦。利用支撑油缸，把转载机与破碎机的自重压在导轨上，靠导轨与地面的摩擦力的反作用来拉移转载机，利用转载机和地面摩擦力的反作用力实现导轨的前移。总之，转载机和导轨是互为支点，利用推移油缸的伸缩功能迈步自移。

4.5.2 液控系统技术参数

（1）系统工作压力：31.4 MPa。

（2）调高缸：推力：6×384.9 kN。

拉力：6×139.3 kN。

行程：250 mm。

（3）推移缸：推力：2×246.5 kN。

拉力：2×125.7 kN。

行程：1 100 mm。

5 现场使用效果

（1）拉移快速、节省人员、操作简单。拉移时只需一人操作液压手把即可，速度快、平稳可靠，克服使用传统移动方式时拉移不动转载机、人工清理速度慢、不平稳等缺点。从时间上，原来拉一次转载须20～40 min，现在只需5 min左右，大大缩短了时间。从人力角度讲，原来拉转载机前必须做好准备，多人清理，劳动强度大，现只需1人操作阀组，可大大提高工效。

（2）安全可靠。在拉移时，只需1人操作,液压油缸拉移，平稳可靠，遇到阻碍物或阻力大时，安全威胁较小。

（3）支撑油缸反应灵敏，推移油缸伸缩动作基本一致。支撑油缸活塞杆伸出200 mm承重段便可脱离底板；导轨能适应下副巷底板的起伏不平，最大挠屈变形量小于1.5 mm/m，对支撑滚轮前移无影响；实现了单人、快速、安全拉移的目的。

6 结论

辅助拉移装置应用后，实现了转载机单人、快速、安全拉移，增加了综采面的生产时间，提高了综采面的生产能力，增加了煤矿的利润。因而应用广泛，具有良好的经济和社会效益。

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