采煤机减震防滑装置的分析与应用

张道林

（沁和能源集团有限公司永安煤矿，山西 晋城 048205）

引言

煤矿井下采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，其工作环境非常恶劣。采煤机在工作过程中一旦发生故障就会导致整个采煤工作的中断，甚至出现安全事故，造成人员伤亡和巨大的经济损失。采煤机主要应用于中、小型矿井下缓倾薄煤层、极薄复合煤层的采煤工作面开切底槽，以起到掏槽落煤的作用。采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，从当前实践过程来看，采煤机在工作面的采煤工作过程中以及在煤矿内部道路移动过程中，均易产生震动现象，而长时间的震动会对采煤机内部的零件造成损害，并降低零部件的性能和使用寿命，从而导致采煤机故障频发，进而出现安全隐患，造成经济损失。此外，由于采煤机在工作时缺乏固定支撑，系统震动很容易导致设备滑脱或是陷入土中，造成后续移动困难、延误工作等问题。因此，针对采煤机在煤矿井下大倾角薄煤层巷道开采时存在着震动和滑脱问题，提供一种采煤机的减震防滑装置，以降低采煤机设备损坏，减少安全事故的发生。

1 采煤机的减震防滑装备的分析

1.1 结构分析

为解决采煤机在工作时存在的震动和滑脱问题，提供了一种采煤机的减震防滑装置，装置结构示意图如图1、图2所示。该装置主要包括减震座、操作口、限位板、支撑板、固定杆、固定板、弹簧、固定块、连接块、连接杆、固定套、缓冲块、缓冲板、安装板、螺纹杆、旋钮、滑轮、防滑板、防滑块、防滑垫、防滑锚、防滑倒刺等部件。

图1 减震防滑装置整体结构示意图

图2 减震防滑装置固定套的剖视放大图

减震防滑装置的减震座内部呈中空设计，且两侧内壁滑动连接有支撑板，采煤机本体位于支撑板的上表面，减震座的顶壁贯穿开设有操作口，且在减震座的上表面靠近操作口的两侧均固定连接有限位板，减震座的两侧内壁均固定连接有固定板，两个固定板的上表面均固定连接有固定杆，且两个固定杆的外表面均套接有第一弹簧，两个固定杆的顶端均贯穿支撑板，且与固定块固定连接，支撑板下表面靠近固定杆的两侧均固定连接有连接块，减震座的内底壁两侧均固定连接有固定套，两个固定套的内部均设置有第二弹簧与缓冲板，两个缓冲板远离第二弹簧的一侧均固定连接有缓冲块，两个缓冲块远离固定套的一端均贯穿固定套并延伸至外部，且两个缓冲块与两个连接块之间分别转动连接有连接杆，减震座两侧外壁均固定连接有安装板，两个安装板的内部均贯穿设置有螺纹杆。

如图3所示，两个螺纹杆的底端均固定连接有防滑板，两个防滑板的两端均固定连接有防滑块，两个防滑板的下表面均固定连接有多个防滑锚。

图3 减震防滑装置整体结构示意图中A的放大图

采煤机本体的顶端贯穿操作口向上延伸至减震座外部，减震座下表面两侧均设置有滑轮，便于进行移动采煤工作。

两个第一弹簧的底端分别与两个固定板固定连接，且两个第一弹簧的顶端分别与支撑板下表面两侧固定连接，能够支撑支撑板，使其保持稳定，同时能够提供一定的缓冲防护。

两个第二弹簧的一端与固定套内侧壁固定连接，且两个第二弹簧均远离固定套内侧壁的一端与缓冲板固定连接，可带动缓冲板进行移动，减小震动幅度，并提供一定的缓冲防护。

两个缓冲板的顶端与底端分别与固定套的内顶壁与内底壁滑动连接，使缓冲板保持稳定，同时能够定向移动提供缓冲防护。

两个螺纹杆分别与两个安装板螺纹连接，且两个螺纹杆的顶端均固定连接有旋钮，通过转动旋钮可调节螺纹杆的位置，以保证减震座的稳定支撑。

两个防滑板均呈弧形设计，四个防滑块的下表面均设置有防滑垫，多个防滑锚的外表面均匀设置有多个防滑倒刺，能够增大摩擦，使减震座保持稳定，且防滑倒刺不易深入，能够防止减震座深陷而导致后续移动困难问题的发生。

1.2 工作原理

在使用采煤机的减震防滑装置时，将采煤机本体通过操作口置入减震座内部，将减震座移动至合适位置，转动旋钮，使螺纹杆降下，将防滑锚插入土层，使防滑块与防滑垫紧贴地面，进行减震座的稳定防滑；采煤操作中，采煤机本体震动带动支撑板下降，压缩两侧第一弹簧，连接杆带动缓冲块移动，进而带动缓冲板压缩第二弹簧，减小震动幅度。

1.3 特点及优势分析

该采煤机的减震防滑装置，通过设置的减震座、支撑板、连接块、连接杆、固定套、缓冲块、第二弹簧、第一弹簧、固定杆与固定板，能够在采煤机工作或移动过程中，起到一定的支撑与减震防护作用，并可减小震动幅度与震动产生的冲击，使设备保持稳定，延长设备使用寿命，提高工作效率。

该采煤机的减震防滑装置，通过设置的螺纹杆、安装板、旋钮、防滑板、防滑块、防滑垫、防滑锚与防滑倒刺，能够增大摩擦，使减震座保持稳定，防止在剧烈震动情况下，减震座产生偏移深陷现象，影响到后续移动操作，延误工作。

2 实践应用

2.1 工程概况

永安煤矿隶属于沁和能源集团有限公司，位于山西省晋城市沁水县嘉峰镇，年设计生产能力为60万t，开拓方式为斜井开拓，开采水平为+540 m，现采3号煤层，采用综采放顶煤采煤工艺。永安煤矿11050工作面为大倾角薄煤层工作面，将该装置在MG2×160/745-BFD型采煤机上进行了安装调试，并进行实际开采，同时还采用了一定的主动防滑技术。而在实践过程中，还存在有链牵引断链伤人和下滑飞车、采煤机零部件失效等问题，因此，必须针对防震和滑脱问题进一步采取安全技术措施。

2.2 工程应用

采煤机的减震防滑装置完成研制后，在MG2×160/745-BFD型采煤机上进行了安装调试，安装位置图如图4所示。

图4 采煤机的减震防滑装置安装位置示意图

3 应用效果

于2020年9月将安装有减震防滑装置的MG2×160/745-BFD型采煤机在永安煤矿11050工作面进行了实践运用，从实践效果来看，有效地解决了11050大倾角薄煤层工作面采煤机断链下滑飞车及滑脱的技术难题。从2020年9月—2021年5月期间，工作面上采煤机未发生一起断链下滑飞车以及滑脱的安全事故，防震和防滑效果显著，有效实现了薄煤层的安全、高效开采。该减震防滑装置结构简明、安装方便、制作成本低、强度可靠，应用面广泛，具有较好的市场经济价值。