大倾角采煤机与刮板输送机应用效果及技术改进策略探析

大倾角采煤机与刮板输送机应用效果及技术改进策略探析

王岩

开滦股份范各庄矿业分公司，河北 唐山 063100

摘要：大倾角煤层具备煤岩沉积的特点，结构复杂，煤质一般包含无烟煤及焦煤等较优煤种，同时也是我国许多西部矿井的主采煤层。大倾角刮板输送机作为采煤机运行的轨道，需要具有高强度及好的防滑性r引。近年来，为有效提高中槽的强度，逐渐以整体铸造代替焊接封底的情况，同时，为控制整体结构的稳定性，需要中部槽有较大的转角用于满足结构的曲率要求。基于此，本文主要对大倾角采煤机与刮板输送机应用效果及技术改进策略进行分析探讨。

关键词：大倾角采煤机；刮板输送机；应用效果；技术改进策略

1 大倾角采煤机与刮板输送机应用效果

1.1 大倾角中厚煤层长壁综采工作面应用效果

我国最早使用采煤机与刮板输送机进行大倾角中厚煤层长壁综采工作面作业的煤矿，是我国四川的绿水洞煤矿。MG375-QW1型采煤机借助无链液压牵引，不再通过同步绞车进行防滑，单独依托刮板输送机的销轨即可实现有效防滑。但是，这种防滑方案会造成采煤机的液压故障增多，并且难以排除，煤层开采及装煤效果较差。同时，SGB-730/160型刮板输送机的防滑采用推杆防滑，并且对其进行封底处理来减少阻力。但是，刮板与链条之间存在严重的磨损，需要经常更换链条，更换过程比较困难。

1.2 大倾角厚煤层长壁综放工作面

对于大倾角厚煤层的长壁综放作业，是在中厚煤层长壁综采工作的基础上，对开采设备和技术进行调整，并做开采实验后形成的较成熟的开采方案。例如王家山煤矿的44407工作面，就使用了MG200/500-QWD型采煤机和SGZ730/160型刮板输送机进行大倾角特厚易燃煤层进行了长壁综放实验，并利用圆弧段布置对工作面下部的端头设备配套与安全技术问题进行了解决。采煤机配置的液压制动器以及能量反馈型四象限运行变频器保证了采煤机在45°下的可靠制动，刮板输送机的每节中部槽内都安装了1°~3°的转角，以此满足工作面下部圆弧过度段的曲率变化。

1.3 大倾角厚煤层长壁大采高综采工作面

2011年10月，新疆焦煤集团2130煤矿25221工作面采用mg400/920-qwd采煤机和sgz800/2x400刮板输送机。已成功应用于36°~46°大倾角4.5m长壁综采。Mg400/920-qwd电动牵引双滚筒采煤机，动力大，牵引力强，制动可靠，操作方便，切矿体积大，易于适应和调整工作面采高，变频调速技术能有效地解决采煤机启动陡坡时的防滑问题。为适应大倾角软底工作面，sgz800/2x400型刮板输送机采用框式封底结构，使底板减少约80%，大大缓解了输送机中部的槽槽凹陷。在软底条件下，采用滑铲式采煤板对刮板输送机的底部进行改造，托架底座前端设有推杆侧推千斤顶，使刮板输送机与托架连接，防止滑动。缺点是双链刮板输送机与准边缘型双链刮板输送机匹配不佳。

2 大倾角采煤机与刮板输送机技术改进策略

2.1 增大采煤机牵引力

由于采煤机在对大倾角煤层进行开采时，需要克服来自煤层、设备自重等方面的阻力，同时采煤机的牵引齿轮和销排以及滚轮等还会产生一定的摩擦力，会对采煤机的爬坡性能造成一定影响。为此，为了能够满足大倾角煤层的开采要求，提高采煤机的开采效率，需要在开始作业前对采煤机的牵引力做运行模拟试验，以此检测采煤机爬坡能力和制动性能。经过模拟试验证实，对采煤机使用大功率交流电牵引，在保证牵引功率相同的条件下，对牵引纸轮的传动比做出调整，适当降低牵引速度可以有效增大采煤机牵引力。

2.2 提高刮板输送机运行可靠性

大倾角采煤机采用的齿轮无链牵引在采煤机上行角度超过45°时会受到很大阻力，齿轮与销排啮合时磨损严重，经常出现断齿情况。所以，为了提高刮板输送机的运行可靠性，需要对其销排的节距以及齿轮模数进行调整，以此增大齿轮尺寸，同时要改进齿轮材质，使用高强度的优质材质进行齿轮制造，从而加强齿轮强度，减少断齿情况的发生，提高刮板输送机的运行效率和可靠性。

2.3 优化滚筒和支撑滑靴

以目前大倾角采煤机和刮板输送机的使用情况来看，采煤机与刮板输送机在大倾角煤层进行作业的时候，当大倾角煤层的开采角度超过32°以后，其装煤效率受到煤自身的重力和在采煤机上滚筒离心力的作用影响下，煤的落点会出现一定的向下偏移，偏移的距离会随着采煤工作面倾角的增大而变大，从而导致大量的煤落在采煤机的下方位置，不能被正常输送到刮板输送机的中部煤槽内，煤矿的装煤效率和运送效率较低，浮煤遗留现象严重，甚至需要人工装煤，煤矿开采效率受到严重影响。所以，为了提高采煤机的装煤效率，需要优化滚筒和支撑滑靴，以此为采煤机的高效作业提供基本的装载和输送保障。

为了减少浮煤遗留，提高装煤效率，可以在摇臂上加装弧形挡煤板，且与滚筒形成25°夹角，这样可以保证煤在到达滚筒和挡煤板之间时可以顺利被刮板输送机刮走，完成煤的装载与输送。大倾角煤层的开采，采煤机的重心会发生偏移，会对采煤机支撑滑靴造成较大负担，容易造成支撑滑靴的损坏，影响生产效率和使用寿命。所以，煤矿开采之前可以将一块20mm厚的钢板固定在滑靴底部，并焊接不同面的耐磨层，适当的提高煤壁侧机身高度，以此保证其可以转动，减少滑靴的负担，从而降低磨损程度。

2.4 优化采煤机摇臂润滑效果

目前广泛使用的采煤机普遍都将截割电动机横向安装在摇臂上，以此来消除大倾角作业所产生的影响。大倾角采煤机在正常工作状态下，摇臂的润滑油大多数是通过摇臂上的传动齿轮进行逐级传递，在传递的过程中会受到采煤倾角的影响而难以保证齿轮之间的润滑效果，导致摇臂减速器发热严重，影响其正常工作，减少使用寿命，严重的会直接被烧毁。为此，为了提高大倾角采煤机的工作效率，延长使用寿命等，需要针对采煤机摇臂润滑效果不佳的情况对其进行适当的设备改造和技术创新。例如，设备制造商可以在大倾角采煤机的摇臂上增加加油孔，并且在摇臂的上端截割部增设一个润滑油的油泵，从而实现采煤机摇臂的分段润滑。通过以上设备改造和技术创新，可以有效提高大倾角采煤机摇臂的齿轮润滑效果。与此同时，将目前大倾角采煤机摇臂中的多级齿轮传动更换为通轴传动，可以有效解决采煤机摇臂内部齿轮之间和轴承的润滑问题，提高整体润滑性。

2.5 更换和创新采煤机操作系统

由于采煤机在正常作业的过程中，经常会出现煤渣飞矸伤人的问题，对采煤机操作人员的人身安全造成一定的威胁。为此在提高采煤机使用效果和技术创新的时候，需要对采煤机的操作系统进行适当的调整和创新，可以改善采煤机的操作环境，例如使用遥控操作系统或者智能操作系统等，实现对采煤机的远程控制和采煤作业，通过不同方式去控制采煤机的摇臂升降和采煤速度、采煤方向以及开机、停机等，从而有效保障操作人员的人身安全。另外远程操控还可以全方位、细致的观察到作业面的实际开采情况，可以对煤层的稳定性和开采安全性有一个直观的感受，有助于提前发现不安因素，并作出及时的应对，从而减少采煤事故的发生，提高采煤的安全性和稳定性。

3 结语

总之，为了尽可能满足大倾角煤层的开采条件，我们需要对采煤机与刮板输送机的技术进行适当的改进，增大其牵引力、提高刮板输送机运行可靠性，优化滚筒和支撑滑靴等，以此提高生产效率，降低设备磨损，为大倾角煤层的开采提供设备和技术保障。

参考文献：

[1]伍永平，刘孔智，负东风，等．大倾角煤层安全高效开采技术研究进展[J]．煤炭学报，2014，39(8)：1611—1618．

[2]宋高峰，任志成，孔德忠，等．大倾角煤层综合机械化开采关键技术研究EJ]．中国矿业，2013。22(11)：59—62．