胶带架一体式自移设备平台的设计与应用

岳崇华，马创创

(1.晋能控股煤业集团 长治公司，山西 长治 046000； 2.太原科技大学，山西 太原 030024)

随着采煤技术自动化、智能化的推进，综采工作面巷道设备的运输成为影响采煤自动化的重要环节。巷道设备的运输主要用于搬运井下紧急处理工具箱、防爆开关和带式输送机机尾周边设备以及电缆的拖挂。现有的有轨绞车钢丝绳牵引运输技术需要综采队安排专门人员进行铺轨道、拆轨道等复杂工序来运输设备，操作繁琐，还存在绞车跑车和侧翻的危险，存在安全隐患[1]。由于设备运输工作在输送机胶带架外的巷道内进行，占据了较大的巷道地面空间，不利于人员通行和设备的运输。目前代替有轨绞车的方案为自移设备列车。虽然设备列车自带轨道，省去了铺设轨道的工序，但其运行在输送机胶带架外的巷道里，依旧占用巷道地面空间；另一方面，由于运输巷道环境恶劣，巷道内煤泥及积水较多，并且设备列车的自移装置处于列车底部，对自移设备列车液压系统影响较大[2]。胶带架一体式自移设备平台考虑了设备列车的弊端，解决了现有巷道设备运输技术存在的问题，达到了设备安全和便捷移动的目的，保障了设备和人员的安全。

1 自移设备平台结构设计

胶带架一体式自移设备平台包括平台架体和自移装置。平台架体是由依次铰接在一起的平台段组成，通过铰接可实现较大的爬坡能力，最大爬坡角度±25°.平台架体平台段从上到下分为槽顶、槽体和槽体底座，槽顶的上面放置电气设备和存储电缆；槽体布置有上托辊座和下托辊架，用于安装挂钩托辊组和回程托辊，其托辊与配合的输送机带宽相匹配；槽体底座用来承载平台架体并辅助平台架体自移。

自移装置包括调高油缸、推移油缸和推移导轨等。调高油缸上端通过联接架与平台架体连接，下端铰接滚轮组，滚轮组与下方的推移导轨滚动接触，每节平台段都布置有4根调高油缸。平台架体需要升起时，调高油缸伸出下压推移导轨使槽体底座离开地面，另外，滚轮组底部的两侧设置有提升块，在调高油缸缩回时用于提起推移导轨。选用额定压力31.5 MPa、推力247 kN、拉力126 kN、行程250 mm的调高油缸，适用大多数巷道设备的运输。推移油缸一端通过联接座与平台架体连接，另一端与推移导轨铰接，随着推移油缸的伸出和缩回，推移导轨不断往复运动，再结合调高油缸的伸缩使平台架体迈步式移动。推移导轨由多个导轨段铰接组成，推移导轨上配有专用轨道，无需在巷道中铺设轨道，在推移导轨下面布置有防滑块，大大提升了爬坡能力。选用额定压力31.5 MPa、推力485 kN、拉力237 kN、行程1 100 mm的推移油缸，可实现每次移动1 m.

平台架体由平台段铰接组成，具体平台段数量可根据实际承载电气设备的需要进行模块化拼装。调高油缸和推移油缸通过联接架和联接座与平台架体连接，并均布在平台架体的两侧，可以避免巷道内煤泥及积水对自移装置的影响，延长了设备的维护周期，如图1所示。

图1 胶带架一体式自移设备平台结构示意

2 液压控制系统

自移设备平台由工作面乳化液泵站提供的额定压力为31.5 MPa的高压工作液作为动力，不需要再布置动力设备。电磁阀通过控制高压工作液的流向，完成对相关油缸的动作，实现胶带架一体式自移设备平台的自移。在调高油缸回路添加双向锁，当电磁阀停止供油时，调高油缸仍能保持静止，保证了调高油缸在伸出和缩回后的稳定，也可避免因压力不足而引起事故。通过对调高油缸的分组控制，可实现对输送带跑偏的调整，通过对两边的推移油缸分别控制，可实现自移平台的转弯控制，控制系统如图2所示。

图2 液压控制系统示意

3 布置方式

本文设计的胶带架一体式自移设备平台用于配套可伸缩带式输送机机身，实现对配置设备的自移功能。其布置在距离自移机尾大概50 m处。该布置的优点为：自移设备平台不需要每班或者每天移动，可实现10～15 d周期性移动，具体移动天数由负荷电缆的富余量决定。

4 工作循环动作

随着采煤机割煤的推进，转载机沿着自移机尾导轨逐渐前移，自移机尾也在不断向前移动，当自移机尾接近胶带架一体式自移设备平台时，需移动自移设备平台，此时控制电磁阀依次执行以下动作：动作一：调高油缸伸出，将平台架体抬高至脱离地面；动作二：推移油缸伸出，推移油缸以推移轨道为支点向后伸出，推动平台架体前移；动作三：调高油缸缩回，在缩回过程中平台架体的槽体底座先接触地面，继续缩回至推移导轨脱离地面；动作四：推移油缸缩回，推移油缸以槽体底座为支点将推移导轨向前拖动，直至推移油缸完全缩回；动作五：调高油缸伸出，将推移导轨落地。此为一个自移周期，若要继续前移只需重复上述循环即可，如图3所示。

图3 工作循环动作示意

5 结 语

胶带架一体式自移设备平台解决了现有技术的弊端，利用自带轨道的自移装置来移动平台架体，运输前期无需铺设轨道，在设备移动时参与人员少，原则上3人可完成移动工作，使设备移动变得方便快捷。将自移装置设置在平台两侧，有效避免了顺槽中恶劣环境对液压系统的影响。本设计将平台架体和带式输送机机身结合，形成胶带架一体式自移平台，减少了对巷道地面空间的占用，有助于采煤效率的提升；自移设备平台采用模块化拼接，如果后期增加设备，在现基础上增加平台段和对应的自移装置，即可完成对自移平台的升级；该自移设备平台不需要每班或者每天移动，可实现10～15 d周期性移动。本文设计的胶带架一体式自移设备平台操作便捷，降低了操作人员的劳动强度，消除了操作人员的安全隐患，可有效提高采煤效率，有助于采煤自动化水平的提高，为煤矿综采工作面安全、高产、高效提供了保障。