直角转盘一体刮板机在山西新元公司的应用

陈小刚

（世纪万安科技（北京）有限公司，北京 100029）

1 概述

综采工作面的煤炭一般是通过工作面刮板输送机和转载机运送到顺槽胶带输送机上，这种传统的运输方式存在很多问题，如转载过程中带回煤、进风端头刮板输送机占用空间大、采煤机采进风端头煤时需要加大卧底量、交叉侧卸式刮板输送与转载机上下链交叉（如杂物卡链等）、不利于进风端头超前支护等等。

针对上述问题，国内外专家学者一直在探讨采用90°拐弯刮板输送机取代工作面刮板输送机和转载机：乌克兰顿涅茨煤炭科学研究院的研究员A.Γ.列文为了提高里温斯基H10煤层西部第二个工作面的回采效率,在1994年采用了新型900拐弯刮板输送机，取得了良好成果；煤科总院太原分院崔希贤对SGD420/30型900转弯刮板输送机的地面整机性能测试结果进行了分析；河南省煤研所刘英华、周中平、刘鸣放认为90°拐弯刮板输送机具有研究、推广价值，有着广阔的发展前景。

SZD1000/1710直角转盘一体机由阳煤集团与德国HB布朗公司于2017年6月合作研发制造。该产品突破了刮板机直角转弯输送、双面溜槽和单链沙克链轮等关键技术，填补了国内高端刮板机应用的技术空白，属国内首创。集综采工作面输送、转载、破碎功能于一体，通过转盘原理应用，实现刮板单链输送、90°转弯，将输送的煤炭经过转载机和破碎机直接转移到顺槽胶带输送机。

山西阳煤集团率先在新元公司3207综采工作面推广使用了国内煤炭行业首部SZD1000/1710型直角转盘一体机，大幅提升了生产效益，推动企业安全高效创新发展。

2 直角刮板机的应用

2.1 综采工作面设备布置方式和生产工艺

山西新元煤炭有限责任公司位于山西省晋中市寿阳县朝阳镇草沟村，生产能力3 Mt/a，采用斜井开拓方式和长壁式综合机械化采煤方法，无轨胶轮车辅助运输。矿井井田面积136.77 km2，可采煤层为3#、9#、15#煤层，目前开采3#、9#煤层。3207综采工作面位于一水平，开采3#煤层，地面标高1066.5～1135.9 m，工作面标高484.4～562.0 m，埋藏深度518.5～637.9 m。倾斜长1816 m，工作面长267.4 m，平均煤厚2.73 m，可采储量1.57 Mt/a。采用倾斜长壁后退式综合机械自动化采煤方法，全部垮落法处理采空区，MG400/930型双滚筒采煤机割煤装煤，液压支架维护顶板，使用ZY8000-18/37D掩护式液压支架171架，ZYG8000-18/37D掩护式过渡液压支架2架，ZYT8000-18/37D掩护式端头液压支架3架，ZZG10000/22/37DA沿空留巷特殊支架6架，ZZC 8300/22/35型充填支架2架；由SZD1000/1710工转破一体机将煤自动送入SSJ-1200/4×250带式输送机将煤运至煤仓。

3207综采工作面采用“三进一回”、“Y”型通风系统方式供风。采用“三·八”制作业方式，即每日由两个生产班生产，一个检修班检修。循环方式为浅截深多刀循环方式，截深为0.8 m/刀，每班3刀（班进度2.4 m）。劳动组织形式：追机平行作业。多工种不同工作地点，同一时间作业。综采工作面采用自动化控制，通过安置在设备列车上的顺槽监控中心和配套的监控设备和相关通信网络系统实现。运煤方式为工作面工转破一体机→进风顺槽胶带输送机,简化了运输方式，减少了一部传统综采工作面的装载机。

设备布置见图1。

图1 综采工作面设备布置

图2 综采工作面设备布置效果

2.2 直角刮板机的基本参数

SZD1000/1710型工转破一体机基本参数，见表1。

表1 SZD1000/1710型一体机性能参数

通过工作面配套设备中采煤机落装煤能力、生产能力、顺槽带式输送机运输能力的比较，运输能力的大小依次排序为：带式输送机（输送能力3500 t/h）＞工转破一体机（破碎能力3000 t/h、输送能力2200 t/h）＞采煤机（生产能力400 t/h）。破碎能力和运输能力能满足综采工作面的使用要求。

2.3 直角刮板机的特点

与传统刮板输送机和装载机组成的运输系统相比，其优势主要有：

（1）将工作面刮板输送与转载机设计为一体。与传统工作模式相比，在工作溜机头减少了一套驱动装置，不仅减化了设备配套，减少了故障点，节约了原转载机司机电动机动力能耗，减少了原转载机司机岗位配置，而且增加了该位置的通风断面。

（2）在原工作面刮板运输机头的地方，设计为直角转盘机构，用直角转盘机构将工作面刮板输送与转载机结合在一起，使工作面刮板输送与转载机达到同步运行的效果，便于生产管理，避免了传统交叉侧卸式刮板输送与转载机上下链交叉的问题（如杂物卡链等）。

（3）采用转盘式导向和单链输送结构，实现了刮板连续直角变向运动，保证了煤流能够顺利转弯，利用转载机机头卸煤，有效地降低煤炭运输过程中底链回煤现象，保证了刮板运输机运行可靠性。

图3 转盘部分

（4）普通刮板运输机机头变线增高，造成采煤机卧底量增加300～400 mm，装煤效果不好；一体机优化了刮板运输机与采煤机的配合，进风口端头变线部分较低，采煤机卧底量较少，装煤效果好。

（5）减少了工作面刮板运输机与装载机搭接机构，减少了煤尘的产生，净化了空气，改善了作业环境。

（6）采用可翻转使用的双面组合式中部槽并加底档板结构，当中部槽中板磨损严重时，可以把中部槽翻转安装，延长了使用寿命。

图4 双面组合式中部槽

（7）将链轮齿排设计为可拆卸式，外齿磨损严重时，可以直接更换齿排，操作方便，降低了使用和维修成本，延长了链轮使用寿命。

图5 机头驱动链轮

（8）其它工作面因机头驱动部分须配备3架端头支架和2架过渡支架，一体机因机头无驱动部分，所以端头支架没有特殊要求，与中间架规格相同。减少传统刮板运输机的机头结构空间，有利于工作面端头部位的顶板管理，安全环境得以提升。

（9）端头对进风口高度没有特别要求（转盘处挡煤板高度1.3 m），普通刮板运输机必须保证进风口高度2.5 m以上，才能满足设备需求。

3 应用效果和改进建议

3.1 应用效果

3207综采工作面于2017年11月22日初采，2019年2月5日进入末采期，2019年4月10日末采完毕，现设备已回收上井。其间出现地质构造11个断层，4个异常采区，4个陷落柱。累计产煤1.5 Mt，最高月产0.36 Mt，日输送量15000 t/d，最大输送量达到40000 t/d。直角转盘一体机产品优势明显，取得了较高的经济效益。

2018年11月11日，中国煤炭工业协会组织相关单位在太原举办国内首台SZD1000/1710转盘式工、转、破一体机产品观摩及技术交流会。中国煤炭工业协会领导、中国工程院院士王国法及国内重点煤炭集团代表100多人在新元公司井下观摩了产品运行情况，就该产品技术优势、发展前景等进行了研讨交流。认为该产品突破了刮板机直角转弯输送、双面溜槽和单链沙克链轮等关键技术，填补了国内高端刮板机应用的技术空白，属国内首创。

3.2 改进建议

直角转盘一体机的优势明显，新元公司在使用中，不断总结，感觉但仍存在改进空间，主要有以下几点：

（1）破碎机部位没有专用的滑靴及抬高装置，牵引时有钻地现象，对设备牵引带来不便，也容易在破碎机前部出现浮煤堆积的状况，增加了人工清理浮煤的劳动强度。建议增加一套类似普通转载机的自移抬高装置。

（2）凹凸槽长度为1.5 m，变线急促，中底板磨损严重，建议加长长度。

（3）溜槽侧面底槽观察孔数量不足，而且观察孔小容易被浮煤堵塞，发生断底链事故时寻找故障点费时费力。建议中部槽侧面观察孔增大，除开口槽外，每节中部槽设置一个底部槽观察孔。

（4）开口槽的检查口尺寸小（宽400 mm），在处理断链时，刮板不容易进出检查口，为断链事故的处理带来一定的困难。建议开口槽开口宽度增大，便于接链时刮板的安装，同时，行人侧拆装不方便，建议改为煤帮侧拆装。

4 结语

直角转盘一体机在新元公司的成功使用，发挥了产品技术优势，取得了很好的经济效益和社会效益。通过总结使用情况，提出改进建议，为直角转盘一体机的推广使用、贯彻落实“中国制造2025”强国战略及国家煤炭工业发展“十三五”规划要求，促进煤炭行业煤机装备高端化、智能化、国际化发展产生积极的作用。