交叉?zhèn)刃豆伟遢斔蜋C(jī)犁煤板優(yōu)化改進(jìn)

崔靜凱

（山西煤礦機(jī)械制造股份有限公司，山西 太原 030031）

引言

交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭是刮板輸送機(jī)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，而犁煤板又是機(jī)頭關(guān)鍵部件之一，其結(jié)構(gòu)合理性直接影響刮板輸送機(jī)的卸載性能。因此，提高犁煤板的使用壽命和性能，對(duì)確保設(shè)備安全運(yùn)行、保障用戶正常采煤具有重要意義。

1 交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭結(jié)構(gòu)及犁煤板功能

交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）由交叉機(jī)頭架體、S形活動(dòng)中板、電纜架、犁煤板、鏈輪組件等部件組成。

犁煤板的功能主要是，強(qiáng)制改變運(yùn)輸過(guò)程中的煤流方向，使煤流可被平滑順利地卸載到轉(zhuǎn)載機(jī)溜槽中，使刮板鏈從犁煤板下順利通過(guò)，盡量減少回煤。

圖1 交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭結(jié)構(gòu)

2 某礦18110 工作面設(shè)備使用情況

2.1 工作面基本參數(shù)

該工作面煤層為8 號(hào)煤層，總體呈向斜構(gòu)造，煤層傾角為8.7°～9.2°，平均為9°。煤層厚度為3.60～6.60 m，平均5.49 m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含2～3 層泥巖、砂質(zhì)泥巖夾矸。普氏硬度（f）為煤層2～3、直接頂3～6、直接底3～6。工作面走向長(zhǎng)度為3 850 m，傾斜長(zhǎng)度為295 m，工作面方向?yàn)樽蠊ぷ髅妫鎸?duì)煤壁左側(cè)卸載），使用SGZ1250/2*1200 交叉?zhèn)刃豆伟遢斔蜋C(jī)（運(yùn)輸能力為3 750 t/h，鏈速為1.54 m/s，）和SZZ1350/525 轉(zhuǎn)載輸送機(jī)（運(yùn)輸能力為4 000 t/h，鏈速為1.78 m/s）。

2.2 設(shè)備使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

在工作面推進(jìn)超過(guò)2 000 m 后，刮板頻繁出現(xiàn)一端彎曲變形（煤幫側(cè)較多）、斷裂（見(jiàn)圖2）現(xiàn)象，斷鏈?zhǔn)鹿暑l發(fā)，回煤增多。

圖2 刮板彎曲斷裂

2.3 排除故障過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象

1）刮板輸送機(jī)空載或煤量正常的情況下，運(yùn)行較為平穩(wěn)。

2）在工況比較惡劣（夾矸或石頭較多）的情況下，頂板壓力大煤壁片幫現(xiàn)象嚴(yán)重，在煤量瞬間增大的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生體積超大的煤塊，超過(guò)了交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭設(shè)計(jì)卸載能力，致使交叉?zhèn)刃冻雒嚎冢ㄖ餍犊冢┬遁d不暢，大塊煤堆積滯留，刮板鏈通過(guò)時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊載荷，靠煤幫側(cè)刮板一端易彎曲變形。

3）由于刮板彎曲變形斷裂致使圓環(huán)鏈斷裂。

4）犁煤板刃口底板下平面磨損（因犁煤板底板在使用過(guò)程中產(chǎn)生較強(qiáng)擠壓沖擊載荷，故接觸部位易磨損）與S 形中板面間隙增大，刮板鏈通過(guò)時(shí)與犁煤板底板面形成楔形口，拉回煤增多。

3 刮板彎曲、斷裂綜合原因分析

因犁煤板底板磨損，刮板鏈與犁煤板底板面之間形成楔形口，兩股圓環(huán)鏈之間（鏈間距）夾矸或石頭通過(guò)犁煤板底板時(shí)形成較大沖擊載荷，致使刮板鏈產(chǎn)生左右擺幅較大，通過(guò)交叉機(jī)頭入口時(shí)因擺動(dòng)與側(cè)板產(chǎn)生沖擊碰撞，致使刮板彎曲變形失效，同時(shí)回煤增多、運(yùn)行阻力加大。

犁煤板入煤口與同側(cè)側(cè)板距離比較遠(yuǎn)，刮板鏈在通過(guò)時(shí)擺幅已經(jīng)減緩，產(chǎn)生碰撞概率相對(duì)最少，故不太容易碰撞變形。

梨煤板出煤口與同側(cè)側(cè)板距離較近，刮板鏈通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的擺幅最大與側(cè)板產(chǎn)生碰撞概率最高，導(dǎo)致刮板端頭變形最嚴(yán)重。

梨煤板出煤口（主卸載口）刃口底板與機(jī)頭架側(cè)板距離近，當(dāng)片幫煤量大且大塊煤或石頭較多時(shí)使需卸載量瞬間超過(guò)設(shè)計(jì)卸載能力，致使交叉?zhèn)刃吨餍犊谛遁d不暢，刮板鏈通過(guò)時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊載荷導(dǎo)致刮板彎曲變形，刮板承受沖擊載荷的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生擺幅與側(cè)板接觸碰撞變形斷裂。

S 板與犁煤板入煤口形成副卸載口，如果空間設(shè)計(jì)不合理，原煤不能有效落下，回煤就會(huì)增多，大塊煤或石頭通過(guò)時(shí)產(chǎn)生較大沖擊力使其端彎曲變形。

刮板長(zhǎng)時(shí)間受力疲勞斷裂或刮板本身質(zhì)量存在缺陷。

4 現(xiàn)場(chǎng)處理情況及使用效果

針對(duì)上述情況，對(duì)交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭犁煤板進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)改造。在原犁煤板出煤口（主卸載口）刃口底板上表面延長(zhǎng)加焊兩塊鋼板，比原有底板長(zhǎng)度增長(zhǎng)了200 mm（見(jiàn)圖3），目的是使大塊煤或夾矸提前與犁煤板底板接觸破碎，從而使刮板鏈產(chǎn)生的擺幅通過(guò)側(cè)板時(shí)最小，不產(chǎn)生接觸，避免刮板產(chǎn)生碰撞彎曲變形。

現(xiàn)場(chǎng)改造后，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有效解決了刮板彎曲、斷裂等問(wèn)題，避免了刮板鏈斷鏈等特大機(jī)電事故，同時(shí)有效減少了機(jī)頭拉回煤情況。

圖3 改進(jìn)后的機(jī)頭架犁煤板

5 結(jié)論

1）犁煤板磨損及其結(jié)構(gòu)不合理是造成刮板及其鏈條損壞的直接原因。

2）在犁煤板的設(shè)計(jì)過(guò)程中，優(yōu)化刃口底板結(jié)構(gòu)特別是相對(duì)延長(zhǎng)出煤口側(cè)底板、采用高強(qiáng)度耐磨材料是優(yōu)化改造設(shè)備的關(guān)鍵。