工作面刮板输送机辅助推移装置应用_安鹏飞.pdf

552023 年第 5 期安鹏飞：工作面刮板输送机辅助推移装置应用安鹏飞：工作面刮板输送机辅助推移装置应用收稿日期 2022-11-02作者简介 安鹏飞（1993），男，山西大同人，2018 年毕业于太原理工大学现代科技学院电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，现就职于晋能控股煤业集团忻州窑矿综采一队，从事煤矿安全生产管理工作。工作面刮板输送机辅助推移装置应用安鹏飞（晋能控股煤业集团忻州窑矿，山西 大同 037001）摘 要 基于忻州窑矿 8507 工作面回采期间采煤机割煤后底板不平，导致推移刮板输送机时机头出现上飘现象，安装了一套辅助推移装置，有效控制了机头上翘现象，保证了刮板输送机安全快速推移。关键词 综采；刮板输送机；辅助；推移装置中图分类号 TD528+.3 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.05.018Application of Auxiliary Pushing Device for Scraper Conveyor in the Working FaceAn Pengfei(Jinneng Holding Coal Industry Group Xinzhouyao Mine,Shanxi Datong 037001)Abstract:Based on the unevenness of the bottom plate after coal cutting by the shearer during the mining period of the 8507 working face in Xinzhouyao Mine,which caused the head to float upwards when pushing the scraper conveyor,a set of auxiliary pushing devices is installed to effectively control the head upward warping phenomenon and ensure the safe and rapid pushing of the scraper conveyor.Key words:fully mechanized mining;scraper conveyor;auxiliary;pushing device安鹏飞：工作面刮板输送机辅助推移装置应用安鹏飞：工作面刮板输送机辅助推移装置应用综采工作面在回采过程中受回采工艺、地质构造影响，采煤机割煤后经常出现顶板凸凹不平现象，影响着工作面液压支架、刮板输送机正常推移，造成刮板输送机机头上飘。机头一旦出现上飘后增加了输送机刮板链张紧力以及溜槽间的扭矩，很容易造成刮板输送机断链、溜槽变形，且增加了刮板输送机推移负荷，所以提高刮板输送机推移效率对工作面安全高效回采具有重要意义。本文以 8507 工作面为研究对象，对工作面回采期间刮板输送机机头安装了一套辅助推移装置1-5。1 概述晋能控股煤业集团忻州窑矿 8507 工作面位于东三盘区，工作面东部为二盘区 5307 废巷，南部为 8307 工作面（已回采），西部为 8509 工作面（已回采），北部为三盘区集中、轨道、皮带大巷。8507 工作面设计走向长度为 543 m，倾向长度为 150 m，回采煤层为 14-3#层，工作面煤层最大厚度5.1 m，最小1.8 m，平均3.27 m，煤层赋存较稳定。煤层倾角 1 5，平均 3，属近水平中厚煤层。煤层结构为简单结构，呈一背斜。煤层伪顶为碳质泥岩，厚 00.6 m；直接顶为砂质页岩，厚 01.8 m；基本顶为粉细砂岩互层中粒砂岩，厚 7.8211.35 m。8507 工作面配套使用 MG400/930-WD 型采煤机落煤、ZZ-8500-20/40 型液压支架支护工作面顶板、SGZ-800/750 型刮板输送机进行煤矸运输，机组适宜开采2.04.0 m厚的煤层。刮板输送机参数见表1。2 回采前期刮板输送机推移现状2.1 回采前期推移现状8507 工作面回采前期利用安装在液压支架底座上的推移杆实现对刮板输送机进行推移，但是由于 8507 工作面地质条件复杂，工作面回采期间揭露 12 条断层，受断层影响工作面回采过程中底板不平，推移刮板输送机难度大、效率低。在工作面350370 m 段刮板输送机出现机头上飘现象，靠近机头侧中部侧出现两节变形，断链 4 次，推移杆变形严重，制约着工作面安全高效回采。2.2 机头上飘危害1）刮板输送机机头出现上飘后，靠近机头侧过渡槽以及中部槽受到垂直向上的分力，相邻两节562023 年第 5 期溜槽采用对插式连接，溜槽连接处竖直方向最大弯曲角度不足 3。一旦出现上飘后溜槽连接处出现“隆起”现象，上飘越严重隆起弧度越大，溜槽间产生的扭矩越大，当扭矩力大于溜槽承载强度时溜槽连接处出现严重变形现象。2）刮板输送机安装后需调试刮板链，确保刮板链具有适宜张紧强度。当机头出现上飘后，刮板链张紧力变大，且刮板链在运转过程中受垂直向上分力的影响，阻力变大，增加了刮板链负荷，刮板链在该状态下长期运转时很容易出现断链现象。2.3 刮板输送机机头上飘原因8507 工作面前期过断层区时采用仰俯斜回采工艺，底板不平整，传统推移杆与刮板输送机底座垂直。机头未出现上飘时，推移杆能够平顺推移刮板输送机移动，当机头过底板不平整地段时推移杆与刮板输送机底座之间夹角小于 90且倾斜向上，推移杆推力产生一个垂直机头分力 F1和垂直向上分力 F2，当分力 F2大于机头重力时造成机头出现上飘现象。表 1 8507 工作面 SGZ-800/750 型刮板输送机技术参数表输送能力/（t/h）1500装机功率/kW750 电动机型号YBSD375/187-4/8G额定功率/kW2375额定电压/V1140减速器型号59JS-315 型传动比1:33.147链速/（m/s）1.31中部槽结构型式铸焊封底式规格/mm1503800308联接方式哑铃联结联接强度/kN3000刮板链链规格34126-C型式中双链链中心距/mm200刮板间距/mm10083 辅助推移装置设计应用为了控制刮板输送机机头上飘，提高刮板输送机推移效率，决定在原有刮板输送机机头上安装一套辅助推移装置。3.1 刮板输送机机头辅助推移装置结构1）刮板输送机机头辅助推移装置主要由液压千斤顶、辅助推移座、高压胶管以及操作阀等部分组成。活塞杆顶在底座上，活塞筒与辅助推移座连接。如图 1。2）液压千斤顶通过两根高压胶管与刮板输送机操作阀组连通，控制液压千斤顶的伸缩。该操作阀组是刮板输送机上用于控制立柱的部件，利用了刮板输送机原有的操作阀组控制千斤顶伸缩，简化了结构、降低了成本。3）辅助推移座安装在刮板输送机驱动上，驱动部主要由电机、减速机等部分组成，与刮板输送机机头连接，千斤顶顶端朝向机头方向倾斜布置。驱动部起到了安装辅助推移座的作用，同时将机头辅助推移装置作用力传递到机头上。图 1 刮板输送机机头辅助推移装置结构示意图3.2 装置工作原理1）推移杆推动机头向前移动的过程中，操作阀组控制液压千斤顶，向活塞筒中注入液压油，使得活塞杆向外伸展。活塞杆的端头顶在弧形凹槽211 中，活塞筒向前伸展，并绕铰接点顺时针转动，使得铰接点水平向前移动，从而带动辅助推移装置水平向前移动。2）活塞筒在伸展的过程中，对辅助推移装置施加了向前和向下的作用力，辅助推移装置将该作用力通过联接筒传递给机头，抑制了机头向上翘起，使得机头始终保持水平向前移动。3）当活塞杆和活塞筒绕铰接点A顺时针转动时，活塞杆顶在弧形凹槽中端头在弧形凹槽中转动，此时活塞杆的端头并不会从弧形凹槽中脱离，只是在弧形凹槽的范围内转动。随着活塞杆不断伸展，活塞筒与铰接点A处的水平线之间的夹角会逐渐增大。3.3 装置结构优缺点1）结构简单。刮板输送机机头辅助推移装置结构相对简单，整套装置生产成本费用不足 0.32 万元，装置利用原液压系统，操作方便且便于维护，装置故障率低。2）应用效果好。该装置通过千斤顶对辅助推移座施加推力，对机头施加了向下的推力，降低或削弱推移杆垂直向上分力，从而抑制机头向上翘起，使机头始终保持水平向前推移，应用效果好。辅助推移装置中千斤顶采用液压控制，无需人工干预，（下转第 59 页）592023 年第 5 期李志东：综放工作面动压分析及治理技术李志东：综放工作面动压分析及治理技术图 1 103 回风顺槽动压区联合治理技术示意图（mm）3.4 动压区治理效果分析1）提高经济效益。动压区治理前工作面受动压影响每天推进 2.0 m，动压区治理后工作面推进速度提高至 6.5 m/d，原煤产量由 7.2 万 t/月增加至18.9 万 t/月，工作面提前 2.5 个月回采结束。2）降低了二次支护费用。动压区治理前 103回风顺槽围岩破碎严重，动压区内单体柱损坏严重，且巷道围岩进行了多次补强支护；而采取治理技术后，改善了围岩应力情况，避免了巷道二次支护，而且降低了对巷道内钢棚、单体柱冲击破坏，设备维修费用减少了 37.8 万元。3）提高了围岩稳定性。对工作面动压区采取联合治理技术后，工作面在后期回采过程中，超前50 m范围内局部出现底鼓现象，最大底鼓量不足0.3 m，巷道收缩量降低至 6%；位于采空区侧巷帮片帮深度控制在 0.5 m 以下，最大片帮长度控制在 2.4 m以下，顶板下沉量控制在 0.17 m 以下，均未对正常生产造成影响。4 结语长春兴煤矿 103 孤岛工作面动压区采取综合治理技术后，联合治理技术有效控制了巷帮收敛、垮落、底板鼓起以及顶板下沉现象，为特殊区域如大应力区、大断面以及构造区支护提供了参考借鉴。【参考文献】1 张亮，罗明坤，李雷，等.动压区沿空留巷复用巷道修复技术 J.煤，2020，29（04）：25-27.2 高巍，周心权，王伟.孤岛工作面两巷动压区的综合治理 J.中国西部科技，2006（11）：16-17+13.3 李守堂.孤岛工作面超前应力区围岩控制技术 J.山东煤炭科技，2022，40（09）：33-35.4 杨帅.综采工作面超前应力区支护技术应用 J.机械管理开发，2022，37（09）：165-166.5 周大伟.综采工作面超前应力集中区支护优化 J.当代化工研究，2020（19）：74-75.降低劳动作业强度。3）实用性强。该装置可适用于综采工作面不同型号的刮板输送机中，装置无任何电控系统，安装、拆卸简单，应用安全系数高，实用性强。4）该装置在实际应用时存在一些不足，需进一步优化改进。主要表现在以下两方面：对于工作面特殊区域需超前移架支护时，移架前需拆除辅助推移装置，增加了工作面工作量；推移刮板输送机时需一人操作阀门保证液压千斤顶伸缩速率及行程与推移杆一致，若千斤顶张拉行程与推移杆不一致时起不到预期控制机头上飘效果。3.4 实际应用效果分析2021 年 7 月 12 日 忻 州 窑 矿 对 8507 工 作 面SGZ-800/750型刮板输送机安装机头辅助推移装置，截至 12 月 23 日工作面已回采结束，工作面在后期回采中共计过断层区总长度为 114 m。断层区底板总体出现凸凹不平现象，借助辅助推移装置，刮板输送机在过断层区有效控制了机头上飘，未出现一次因机头上飘造成溜槽变形、断链现象，刮板输送（上接第 56 页）机在断层区推移速度提高 2 倍以上。4 结语忻州窑矿针对 8507 工作面在回采过程中出现刮板输送机机头上飘现象，对机头安装一套辅助推移装置。通过实际应用，该装置整体结构简单，成本费用低，应用故障率低；装置通过液压系统实现对机头施加向下作用力，有效控制机头在底板不平整区域出现上飘现象，起到了预期的机头抑飘效果。【参考文献】1 王伟.大倾角工作面防刮板输送机上窜下滑研究与实践 J.山东煤炭科技，2020（04）：130-132.2 郭月春.刮板输送机“上窜下滑”的危害及控制J.机械管理开发，2018，33（07）：256-257.3 张文建.综放工作面刮板输送机“上窜下滑”的控制 J.煤，2018，27（04）：48-49.4 梁宇.链式静止无功发生器在煤矿刮板输送机上的应用 J.煤矿机电，2021，42（05）：55-59.5 杜战芳，曹海岗.郭家湾煤矿综采工作面刮板输送机“上窜下滑”机理及防控措施 J.现代矿业，2021，37（11）：228-230.