煤矿刮板输送机溜槽失效分析与优化措施

段善普

（山西焦煤集团有限责任公司屯兰矿， 山西 古交 030206）

引言

刮板输送机是煤矿生产中煤矿运输较为重要设备之一，其在煤矿生产过程中的应用具备功能强、运输量、操作简单的显著优势，因而得到了较为广泛的应用。刮板运输机在长壁采煤面、综采面、回采面、掘进平台等应用较为普遍。其主要是采用中部槽上活动对刮板、链条进行拉动实现对煤矿定向运动，也正是由于溜槽出现磨损情况较为常见，由此引发电机超负荷运行，甚至烧毁，以及链条断裂等故障，不利于采煤效益提升，阻碍煤矿企业经济发展。

1 煤矿刮板输送机运作原理及溜槽组成

刮板输送机主要包括四个组成部分，分别为：机头部、机尾部、中间部，以及附属装置，如表1 所示。

表1 刮板输送机各部件的具体构成

溜槽是刮板输送机最为主要部位之一，主要发挥着承载与采煤机轨道作用。溜槽主要是由中部槽、调节槽、连接槽组成，其中中部槽为主体部分，基于槽帮钢与中板基础进行焊接形成中部槽，基于不同的角度分析，溜槽又可分作上槽与下槽。刮板输送机运行过程中主要涉及的原理是，在溜槽作用下形成联通管道，用于进行机尾与机头的承载，把煤矿装在槽内运输，机尾尾与机头之间主要了采用液力耦合器和减速器带动刮板不断运转，对煤矿进行高效运输[1]。

2 煤矿刮板运输机溜槽失效故障及其原因

2.1 溜槽磨料磨损

磨料磨损发生在运煤时溜槽表面磨料，或者是其他凸起物体，与溜槽零部件接触摩擦，进而导致溜槽磨损问题。比如，放置于刮板链表面的凸起物体，在进行溜槽运输过程溜槽和硬颗粒物质互相碰撞、摩擦，使溜槽发生严重磨损。在微观层面上，磨料磨损也可以看做是许多凸起物质和溜槽发生直接接触摩擦而引起切削剥落现象。其过程发生含括了四个阶段，第一阶段犁沟，在磨料溜槽作用下形成犁沟；第二阶段辗压犁沟；第三阶段犁沟反复碾压形成裂纹；第四阶段裂纹扩散，产生剥落问题。

2.2 溜槽黏着磨损

黏着磨损产生于溜槽表面互相接触，在循环作用形成黏着接点，以及出现接点断裂问题。在此过程产生的溜槽表面磨损会出现磨屑。链环和微凸体接触（如表面形成氧化膜，或者存在煤粉），受到超出最大压力导致凸体问题与塑性变形，接触面接触点产生“冷焊”形成新接点，导致链道发生黏着磨损。

2.3 溜槽腐蚀磨损

若是溜槽的运行环境较为潮湿，或者是矿机存在积水，则极易产生溜槽腐蚀磨损。尤其是矿井积水中的腐蚀性因子，溜槽运行环境阴湿形成矿井积水问题，积水含大量腐蚀杂质，如硫酸根、碳酸根等化学离子，会对溜槽产生较大的腐蚀作用[2]。此外，刮板运输机运行会导致溜槽上物体与摩擦表面产生化学反应进而出现腐蚀问题。在腐蚀影响下溜槽形成腐蚀层与腐蚀坑，进一步发展变为晶界裂纹，或出现腐蚀层片状脱落。

2.4 溜槽接触疲劳磨损

这种磨损产生于刮板输送机溜槽等零部件之间的滚动、滑动等复合作用，进而形成的溜槽表面磨损，最后导致疲劳剥落现象。溜槽长期送煤运作过程中，落煤与矸石输送等都会使得溜槽表面出现或深或浅的凹坑，或者是出现面积较大的剥落问题。

3 煤矿刮板输送机溜槽失效的优化措施

3.1 加强对新型耐磨溜槽的设计探索

目前，许多刮板输送机溜槽制作材料普遍采用的是高猛钢，虽然其强度较大，但其具备的不足也较为明显：一是过于笨重，使得煤矿装卸工作的强度比较大；二是抗腐蚀性能不佳，不但与潮湿空气接触极易发生锈蚀，而且耐酸碱性较差，因此使用寿命较短，每运行一段时间就需要进行更换，成本较大；三是能耗大、摩擦阻力大，以及在运行时会发出较大噪声，耐磨系数也不高。

为了有效改变这一现状，必须从溜槽的制作材料着手，改变溜槽存在的不足。在对新型耐磨溜槽设计时，选择耐磨性强、摩擦系数小、坑腐蚀性能优越、能耗小、便于安装维护，且噪声较小的材料。例如，MC 尼龙就具备接近以上性能要求的新型材料特征，用作溜槽的制作材料能够获得较好效果。MC 尼龙具备较低的聚合温度，以及较大分子量，加上分布较为均匀也使其获得了较为优越的力学性能，具备了较好的减振性、耐磨性，以及耐腐蚀性，使用寿命也相对较长，使用成本也比较低。所以，合理应用新型材料，如MC 尼龙材料等，能够获得较高溜槽制作与应用效益，发展前景也较为广阔。

3.2 加强对溜槽成分与溜槽表面的有效强化

16 MN 钢是当前溜槽应用较为广泛的钢型，在使用寿命上与耐磨性方面都显得差强人意。若是改用40 mn 的冷轧钢，则制作得到的溜槽在使用时不会产生较为明显的磨损梨涡，避免了黏着性磨损的发生，并且具备较为显著的耐磨性能。

此外，通过对其进行进一步的强化处理，全面提高溜槽性能。例如，有些单位借助DRR-2 数字化控制来对中部槽、中板表面、熔覆合金、陶瓷等耐磨材料进行生产质量控制，并在可行性方面得到了较好验证[3]。

3.3 加强对堆焊工艺的有效处理

为了有效控制刮板输送机溜槽失效问题，加强从堆焊工艺处理优化十分重要，其流程主要为除锈除垢→堆焊→耐磨处理→打磨。在完成对溜槽表面污垢、锈迹等的处理之后，则可进行堆焊作业。首先要做的就是对焊接部位和焊接材料进行热处理。其次因为基材母材和中板耐磨层之间存在较大的硬度差异，所以要做好对过渡层的打底处理，以免焊接后受到应力作用而发生脱落、离层问题。在完成打底工作之后处理后，还需要对焊接部位进行加热直至温度满足工艺要求之后才能才能进行堆焊作业，并且注意加强对焊接部位加热保温。对于链道犁沟磨损问题，可以采用耐磨性能较为优越的焊接材料进行补平。最后还需采用角磨机来打磨焊接部位的残留余渣，保障堆焊作业后刮板输送及的顺利运行。

3.4 加强相关维护管理，提高设备使用寿命

在进行溜槽安装之前必须较强对各个零部件质量、规格等的严格检查，保证各个部件具备较好的完整性，质量也符合作业要求，保障设备较高质量。在进行安装时，应充分明确好溜槽各个部位的安装接口距离，例如机头架和机尾架与沟渡槽之间的接口位置上下、左右错口需分别控制在2 mm、3 mm 以内，并且确保各个部件的高度平直状态。在运行过程中必须严格按照操作说明进行各项操作，禁止出现违规操作，同时做好日常的检查与维护保养措施。除此之外，还必须针对溜槽管理等相关流程制定完善的检查管理规章制度，对溜槽进行全面的检测、清扫，以保证各个零件运作正常。

4 结语

磨损是导致煤矿刮板输送机中溜槽失效最为主要原因，并且磨损的类型与原因多种多样，对相关采煤与保护工作带来了较大难度。对此，必须加强对溜槽的进一步优化改造，加强对新型溜槽，以及做好相关维护、检修、检查管理工作，最大限度地控制磨损，延长溜槽寿命。

（编辑：王慧芳）