麻家梁矿PF6/1542型转载机中部槽优化设计布置研究及应用

胡亚芳

（大同煤炭职业技术学院，山西 大同037000）

1 立项原因或背景

转载机在煤矿高产、高效生产中起着举足轻重的作用，在采煤输送工况恶劣的生产过程中，转载机煤量大时经常出现过载即“压转载”现象，出现这种生产事故后，往往需要组织大量的人员进行人工卸煤，为了解决这个问题，按照现场使用要求和实际情况对原有的转载机中部槽实施优化布置，极大减轻了转载机的负荷，使生产过程能顺利进行[1-2]。

2 研究或革新创新点

1）通过三种方案及实际生产过程应用，对转载机中部槽布置顺序进行科学优化设计。

2）通过方案的科学对比不断创新优化，将转载机长度由50.95 m缩短为44.56 m，缩短6.59 m，且为最优方案。

3）使得后部运输机落煤点前移0.6 m，避免对转载机尾链轮运转产生直接冲击载荷。

4）通过对转载机不同长度的性能和中部槽过煤断面功率损耗进行校核，从而找到转载机功率运行的最佳平衡点。

3 研究或革新内容

3.1 转载机参数

PF6/1542型转载机（参数见表1）主要由机头传动部、机尾、架桥槽、凸槽、凹槽、铰接槽、中部槽、联接槽、开天窗中部槽、卸料槽、刮板链等部件组成。

3.2 转载机中部槽不同方式布置比较

1）转载机布置24节溜槽，长度为50.95 m，如图1所示。图1转载机槽1号—6号为固定稳装布置方式，为适应巷道底板坡度及实现转载机槽落地段的“柔性链接”，由图1可见，此布置方式转载机1号—24号共50.95 m。

表1 PF6/1542型转载机性能参数

图1 PF6/1542型转载机中部槽设计初始稳装布置方式（未标单位：mm）

2）转载机布置22节溜槽，长度为48.15 m。图1转载机中部槽布置方式在生产过程中煤流量大时经常出现“压转载机”过载现象，因此在图1的基础上对转载机中部溜槽布置进行科学优化。图1布置方式为在推移转载机过程中布置一节1 m中部短槽，对落地槽与巷道调节效果不佳，故在6号凹槽（落地槽）后连续布置两节1 m中部短槽“柔性链接”，所以在破碎机出料口（10号）前布置一节2 m普通过渡槽（9号）。转载机进料口（12号）与破碎机进料口（15号）间布置两节2 m普通槽（13号—14号）实现未破碎煤流缓冲。在转载机进料口槽（15号）后布置一节1 m调节短槽（16号），可以实现转载机前后调节。18号、21号为前、后刮板输送机减速机机头正对普通中部槽，因此在18号—21号间布置19号—20号带天窗中部槽，方便日常检修作业及生产事故处理，中部槽布置较为科学优化。

3）转载机布置20节溜槽，长度为44.56 m。转载机中部溜槽优化设计布置后，在生产实际过程中发现转载机过载事故较第二种布置方式较为减少，观察发现在转载机运行电流远小于额定运行电流的情况下会出现此事故，所以在第二种基础上对转载机中部槽继续优化设计布置，生产现场观察发现破碎机出料口为破碎后煤流，无需长距离过渡，故在7号—8号中部短槽后直接布置破碎机出料口槽（9号），观察发现破碎机进料口槽（11号）至转载机进料口槽（13号）间布置1节2 m普通中间槽即可实现煤流过渡，在转载机进料口槽（13号）后布置一节1.4 m中部短槽调节槽，实现推移过程中前后调节，布置此调节槽也使后部运输机落煤点前移，可见第三种布置方式更为科学。

4）转载机布置方式优化设计后主要参数如表2所示。由表2可见，经过优化布置使转载机后运输机落煤点前移0.6 m，避免对转载机尾链轮运转直接产生冲击载荷。由于受端头支架长度与位置限制，第三种布置为转载机布置最佳方式。

表2 转载机布置方式优化设计后主要参数

4 转载机中部槽优化布置方案的计算校核

因溜槽数改变，转载机长度发生变化，因此需要对转载机相应参数进行计算校核。

4.1 转载机空载/重载运行功率对比

由表3可看出，溜槽数的多少即转载机的长度直接影响了“压转载”的峰值电流及实际运行功率，溜槽数越少，转载机长度越短，重载时发生“压转载”峰值电流就越高，实际运行功率就越大，使转载机运行功率达到最大化。

4.2 转载机运行功率损耗计算

转载机总功率为600 kW，链速为1.74 m/s，运输能力3 500 t/h，根据转载机长度计算中部槽单位长度上的装煤量，即

式中：q为刮板链单位长度的装煤量，kg/m；Qm为转载机运输能力，3 500 t/h；v为刮板输送机的链速，1.74 m/s。

代入数据计算得q≈559 kg/m。

转载机的底链也即空段的运行阻力Wk和运煤上链的重段运行阻力Wzh分别为：

式中：ω为煤在槽内运行的阻力系数，取0.5；q1为刮板链单位长度的质量，即Φ38 mm×126 mm刮板链的质量，取88 kg/m；w1为刮板链在槽内运行的阻力系数，取0.4；L为转载机长度，m；g为重力加速度，取9.8 m/s2；β为转载机倾斜角度，（°）。

转载机的功率损耗P为：P=（wzh+wk）v.

根据上述公式，转载机在运行坡度－2°～2°的状态下满足3 500 t/h的输送能力，实际功率损耗见表3。

表3 电压为3.3 kV时，转载机空、重载峰值电流与功率及不同坡度损耗功率

5 结论

由表3知，随巷道坡度增大，转载机损耗功率逐渐增多，随溜槽数减少，转载机损耗功率逐渐降低，减少到20节时损耗功率为最低，且与重载时实际运行功率相比较，得出此时转载机功率最大化，因此PF6/1542型转载机溜槽数为20节（44.56 m）已是该优化方案的最佳设计，且按照600 kW的总装机功率，可以有足够的功率储备能够满足片帮等煤量增加等异常状况。