SGZ764/630 高端刮板输送机成套设备的研制

熊志强

（晋能控股装备制造集团大同机电装备公司，山西 大同 037001）

1 项目背景

为适应智慧矿山建设高端化、智能化、自动化机电装备制造的战略要求，同时也为满足矿方用户更加个性化、专业化的综采设备定制要求。2019 年应同煤集团机电处要求对晋华宫矿工作面煤层地质条件的特殊性进行分析，定制此专用刮板输送机成套设备。该设备有效满足了矿方特殊工况的使用要求。此设备是专矿专用，已经研制投产近一年，有效保证了高产、高效、高稳定性的要求。

2 设计方案

2.1 研究思路

该刮板输送机适用于15°以下的缓倾斜中厚煤层、薄煤层回采工作面。在对此起底巷道、薄煤层专用刮板输送机研制的过程中，我们对其使用工况进行了深入的模拟分析，在总结先进经验及客户反馈意见的基础上，对整机部分结构进行了实质性革新，对其材料进行了高层次加强，从而使其更加符合该工作面的实际需求，同时也更加提高了设备的稳定性和安全性。

2.2 研究内容

2.2.1 机头、机尾动力部设计技术

针对此工作面巷道尺寸小、煤层薄、过渡架需超前支护、需保证行人空间等特点，对该刮板输送机传动部进行垂直布置设计。将原有横向布置的传动部改为纵向布置，由此导致机头传动部单侧垂直承重力过大，同时也使得传动时的受力状况发生了很大改变。因此对其传动部速比配合、链轮联接方式、罩筒联接部及液压马达紧链器等结构进行了重新设计、验算，保证在满足正常装机功率要求的同时也要符合安装尺寸的空间要求。

2.2.2 机头、机尾液压调底装置设计技术

针对该矿的巷道底板情况和煤层赋存高度，综采设备在向前正常推机的过程中会出现两巷底板高低不均的状况发生，此时刮板机头、尾处于悬空状态无法进行正常工作，常规结构的机头、尾推移部已不能满足此起底巷的特殊推移要求。故以满足头尾推移点为要求，专门设计由小型油缸作为调节支撑而起到起底作用调节底座。此结构以推移大底板为基座，在其上焊接框架结构，两侧内装伸缩油缸作为调节高低的动力源，配合安装活动调高垫铁，上联接板设计为前后角度可转式，能有效地满足机头架实际工作中的俯角状态，避免刚性应力集中。在设计时，以确保刮板机卸载高度800 mm（根据三机配套）为基础，将装置最低高度设计为800 mm，通过油缸行程活动调节0～400 mm 范围，最高达到1200 mm 调节高度，满足工况极限需求。

2.2.3 紧凑型机头-过渡槽二合一技术

为保证此工作面两巷畅通的布机要求，将机头和过渡槽设计为一体式的喇叭口紧凑型结构（长度为2 400 mm），对过渡槽段进行优化设计，在链环与链轮的传动过程中，引入了空间啮合理论，并将齿轮传动的啮合特性分析方法用于研究链环链轮的啮合特性，保证链轮回转时链条的高效啮合、减少磨损。此结构既保证了有效平行卸载高度，又保证了过渡槽的整体强度，同时又能使采煤机割透底板长度范围内三角煤，清理地鼓部分实现有效推溜。

2.2.4 机头、机尾接煤装置技术

由于头、尾巷底板与工作面不在同一水平高度，当采煤机割煤至煤壁处时会使煤流落入巷道底板而无法及时回采收集。针对此情况，专门设计机头、尾接煤装置，附带安装在机头、尾煤壁侧，此装置为内外伸缩抽屉式结构，以小油缸作为伸缩动力源。机头侧与转载机卸煤槽搭接，使得落煤流有效落入转载机运煤槽，机尾侧落煤流通过滚筒回转有效回收至铲板侧。此设计简单实用，有效节约了人工清理大量浮煤成本，保证了推溜的正常进行，同时也大大提高了生产操作的安全性和高效性。

3 应用效果及创新点

3.1 应用效果

此起底巷高端刮板机研制成功后，已在同煤集团晋华宫矿投入使用，经过近一年的运行，整机性能稳定、满足配套要求，矿方反映良好、评价高，为提高综合机械化采煤效率提供了有力的保障，为做强同煤奠定了基础。此种刮板机的研制成功，对服务矿山个性化定制设备、对打造煤机高端制造主业奠定了坚实的基础。

3.2 创新点

3.2.1 紧凑型机头-过渡槽二合一技术

将机头和过渡槽设计为一体式的喇叭口紧凑型结构，既保证了有效平行卸载高度，同时又保证了过渡槽的整体强度，避免了过渡槽联接处由于高度不衔接跳链、刮板扳槽、端头断裂等现象，提高使用效率，避免影响生产进度，同时又能使采煤机割透底板长度范围内三角煤，清理地鼓部分实现有效推溜。

3.2.2 链轮组件双重密封技术

对链轮轴组的密封结构进行优化，在浮动密封环的外围设计一层叠环密封，有效阻止煤泥进入链轮内部和浮动密封环接触，避免浮动密封环因外围磨损而失效，有效的解决了漏油问题。

3.2.3 中部槽耐磨性处理技术

中部槽长期处于弯曲状态下运行，结合中双刮板链的运行特点，两端很容易出现" 喇叭口"，特别是凹端头容易出现因磨透导致定位失效，造成中部槽报废。为此在中部槽槽帮链道两端进行耐磨处理，其具体为采用堆焊或者激光熔覆技术熔覆一层耐磨涂层，以此显著提高其中部槽槽帮的耐磨性，延缓" 喇叭口"的出现，提高中部槽使用寿命。

3.2.4 机头、机尾接煤装置技术

此结构机头、尾接煤装置，使得机头侧落煤流有效落入转载机运煤槽、机尾侧落煤流有效回收至铲板侧。从而节约了人工清理浮煤成本，也保证了推溜的正常进行。

3.2.5 传动部垂直布置技术

针对此薄煤层、起底巷、过渡支架超前支护等特殊要求，将原有水平布置的传动形式改造为垂直布置形式，对其传动部速比配合、链轮连接方式、联接罩等结构进行重新分析设计，达到传动要求和安装尺寸要求。

3.2.6 机头、机尾调底装置设计技术

此结构轻便灵活可调、能适合不同情况下的推移高度要求，从而适合不同的起底高度。避免了井下采用垫木桩、垫铁板等这种低效率、低安全性的操作方法。

4 结语

随着千万吨级智慧矿井的不断建设，煤层工作面的不断延伸发展，各种煤层赋存条件不同、厚度不均、采掘工艺不同的情况越来越多。针对个性化的三机选型配套要求，就要研制更加符合工作面使用的专用设备。此设备的成功研制，不但减少了生产成本，而且提高了生产效率，使其在开采过程中更加灵活，这些都为矿方增产增收、降低成本创造了很大的经济效益。