自移式皮带机尾在掘进工作面的应用

尹忠明

（西山煤电股份公司 马兰矿，山西 太原 030205）

在煤矿的生产过程中，巷道掘进影响着煤矿生产的整体衔接，掘进效率起着至关重要的作用。在综掘巷道的掘进过程中，随着掘进工作面向前推进，要对工作面的掘进机、皮带机尾等设备进行移动。皮带机的尾端搭接掘进机后配套与掘进机连接，以前马兰矿移动皮带机机尾采用钢丝绳连接掘进机与皮带，用掘进机向前拉移皮带机尾，速度较慢、工序多，严重制约着工作面的推进速度，甚至影响掘进工作面的生产效率。

以该矿南五10507工作面掘进巷道为例，与EBJ-160TP型掘进机配套的是可伸缩带式输送机DSJ80.现场可以发现机尾移动过程复杂、每次移动需要投入大量的人力与时间，很大程度上影响掘进效率，同时存在一定的安全隐患。该矿矿井地质条件复杂，皮带机机尾移动工作空间狭窄，有时底板不平整，皮带机尾移动困难，而且存在皮带机尾拉移后皮带跑偏等问题，制约了综掘工作的安全高效推进。如果有一种可以紧随掘进机自行移动的皮带机尾，那将大大提高掘进的效率。

在这种背景下，根据该矿综采工作面自移式皮带机尾，转载机、皮带机尾可自行移动的原理反向设计出一套多功能一体化掘进机配套自移式皮带机尾。这种自移式皮带机尾具有自移、调偏、调高、载物等功能，能够适应井下复杂的工作环境。经在该矿南一下组煤18301辅运巷掘进过程中EBJ-260型掘进机配DSJ80／2×55可伸缩带式输送机试用3个月，该设备的各项性能都得到了实际验证。自移机尾在具体运用中不仅移动速度快、与原掘进机配合钢丝绳拉机尾相比节省了人力和时间，而且实现了机尾滚筒、机尾跑道与机尾架整体调偏的功能。与自移机尾配套使用的BRW80／35型乳化液泵站，使液压系统的优越性得到了充分发挥，泵站在掘进工作面的使用还有很多其它可利用的空间，例如机载式前探梁的使用、检修掘进机使用的液压扳手等等。实践证明该自移机尾结构紧凑，设计合理。目前在我国综掘巷道使用与掘进机配套的自移机尾，具有很好的经济效益和实用价值。该自移机尾特别适用于大断面、环境恶劣掘进巷道的需要，它可有效控制大型掘进设备反复进退过程中对底板的破坏，还可以简便地调整皮带机尾跑偏。

1 设计原理

自移机尾采用长轴式滚筒结构，由导轨、支座、滑动轨道、连接架、各类液压油缸、机尾滚筒组成。主要分为三个部分：驱动部分；中间部分；机尾部分。驱动部分主要由液泵系统、支撑千斤顶和推移千斤顶组成，是自移式皮带机尾动作的动力来源。具体结构见图1.

图1 自移机尾整体结构示意图

1.1 工作原理

在平时割煤或检修过程中，不需要前移皮带机尾时，1号千斤顶（即斜支撑千斤顶）及3号千斤顶（即推力千斤顶）收缩，千斤推拉杆处于缩回状态，而2号千斤顶（即摆角千斤顶）伸出，千斤推拉杆处于顶出状态。

当掘进工作面皮带机尾跑道不够一个循环，需向前拉移皮带机尾时，2号千斤顶的推拉杆逐渐收缩，使得1号千斤顶处于垂直方向，这时向1号千斤顶供液使1号千斤顶的推拉杆位移逐渐伸出直到顶住巷道顶板，增大驱动部分与巷道底板的正压力以防止驱动部分水平摆动，完成上述步骤后伸出3号千斤顶的推拉杆，将与驱动部分连接的中部及机尾向前推进。

当中部及机尾完成前移后，1号千斤顶推拉杆逐渐收缩，2号千斤顶推拉杆伸出，使1号千斤顶处于水平位置，这时3号千斤顶推拉杆慢慢收缩，使驱动部分整体向前移动。

1.1.1 自移机尾中部支撑提升机构的设计

为了减少移动中部的阻力和提高整个皮带机尾的调节性能，采用10个支撑千斤顶与可移动导轨销轴铰接的结构形式，不仅移动皮带机尾时减少了与底板的摩擦阻力，而且采用10个千斤改善了支撑千斤顶受力情况，提高了液压系统的可靠性。支撑千斤顶安装在自移皮带机尾的两侧，一端固定在自移机尾的机尾架上，另一端与行走轮架铰接，移动自移皮带机尾中部时行走轮架落地可移动导轨上，在落地导轨与自移皮带机尾之间固定安装有推移油缸。

1.1.2 中部结构

自移皮带机尾的中部主要用于承载整个机构的乳化液泵站，其在自移机尾向前移动时容易发生左右偏移，在平台底部安装有4号千斤顶（即调偏千斤顶）及时调偏，见图2.

图2 自移机尾中部结构示意图

1.1.3 中部支撑千斤顶的工作原理

当不需要移动机尾时，5号千斤顶（即支撑千斤顶）推拉杆处于缩回状态；当准备向前移动皮带机尾时，5号千斤顶推拉杆伸出，将自移机尾中部整体抬高离开地面，减少中间部对地面的正压力，从而减小了移动机尾的摩擦力，当驱动部分的3号千斤顶向前推移中部时，中部平台及机尾沿可移动导轨整体向前移动；皮带机尾自移结束后，5号千斤顶推拉杆缩回，自移机尾中部整体落回地面，与地面保持较大摩擦力。然后缩回3号千斤顶的推拉杆使轨道前移一个步距。

1.1.4 机尾调偏装置、中部左右调整位置方案设计

皮带自移机尾自移结束后，有时会出现皮带的中心线和机尾滚筒的轴线不垂直的情况，皮带就会出现跑偏现象，经研究在机尾滚筒轴一侧安装滚筒调偏千斤顶，通过千斤顶的推拉杆的伸缩运动实现机尾滚筒的调偏功能（该千斤顶的缩回力要大于皮带张紧力）。

中部缓冲架为在移动时同样容易发生偏移，因此在中部的底端安装有4号千斤顶（即调偏千斤顶）及时调偏。

1.1.5 皮带自移机尾防滑功能的方案设计

2号千斤顶（即摆角千斤顶）推拉杆处于伸出状态时，1号千斤顶（即斜支撑千斤顶）是处于水平状态，当皮带机尾处于上坡或者下坡时，2号千斤顶（即摆角千斤顶）推拉杆缩回，使1号千斤顶（即斜支撑千斤顶）处于立起状态，在机尾处于上坡或下坡时仍然处于支撑状态，这样就可以起到机尾防滑作用。

2 自移皮带机尾的优点

减少辅助人员投入，普通皮带机尾拉移时，需1人开掘进机、2人挂钢丝绳，还需1人在旁边观察周围情况，而使用了自移皮带机尾，只需1人即可完成机尾的拉移工作。而且只需很少人机械化操作，提高安全系数。

机尾在拉移结束后，如果有跑偏现象，可以使用千斤顶快速调整，而普通皮带机尾有跑偏时，需多人使用千斤、撬棍等调整，必要时还需停机调整机尾滚筒。保证拉移皮带机尾时皮带平、稳、直。能防止皮带刮伤，减少出现故障的概率。

该机尾采用长轴式滚筒及各类液压油缸结构，实现了整机多功能设计要求。增加了机载的液压系统，可供机载前探梁、液压扳手等使用。与综掘工作面掘进机相配套的自移式皮带机尾多功能一体化技术在我国还属空白，该技术的实现为综合机械化掘进工作面和皮带运输机的发展提供了广阔的空间。

［1］ 尹凤贵.皮带自移机尾在综采工作面的应用和改进［J］.机械管理开发，2014（6）：65-67.

［2］ 李 楠，郭 峰，金宝龙.浅谈自移机尾工作原理及工作中的优越性［J］.科技信息，2001（5）：529.