摘要：基于大倾角中厚煤层走向长壁综采、大倾角厚煤层走向长壁综放和大倾角综采工作面开采现状，分析了采煤机和刮板输送机在大倾角煤层综采实践中的应用效果，论述了大倾角采煤机及刮板输送机针对大倾角特殊条件所进行的持续改进情况。大倾角采煤机的持续改进主要集中在保证其制动可靠、牵引力足、润滑良好、装煤率高以及操控安全；大倾角刮板输送机的持续改进主要包括确保其结构强度高、防滑可靠和安全防护优良3个方面。特别指出大倾角采煤机及刮板输送机的持续改进应突破传统的近水平或缓倾斜条件下的设计理念与方法，改进的关键应立足大倾角特殊条件提升采煤机和刮板输送机的适应性与可靠性。最后指出了大倾角采煤机和刮板输送机深化改进面临的主要问题及解决方案。
关键词：大倾角煤层；综合机械化开采；采煤机；刮板输送机
一、采煤机与刮板输送机持续改进
针对大倾角的特殊复杂条件，以工作面系统的整体稳定性为核心，对大倾角采煤机与刮板输送机进行多项持续改进，不断改善其适应性。
1.1大倾角采煤机持续改进
1）提高制动可靠性。随着工作面倾角的增大，采煤机下滑力随之增大。采煤机在陡坡上启动或突然断电时会突发下滑问题，特别是上行割煤时，采煤机最易下滑，此时采煤机需要由制动力产生的反向转矩来克服下滑力。改进大倾角采煤机的制动系统为四象限运行变频调速，可实现采煤机牵引电动机在四象限范围内运行。当采煤机在倾斜工作面下行的下滑力大于牵引力时，电动机的同步转速小于实际转速，牵引电动机的转矩与转速方向相反，采煤机进入第四象限运行，可将牵引电动机的发电能量通过变频器反馈到电网，从而产生连续稳定的制动力矩抵抗采煤机下滑。采煤机需要停车制动时，采煤机司机操作遥控器上的停车按钮或采煤机上的手动停车按钮即可实现停车制动。停车制动按钮按下后，大倾角采煤机停车通过四象限变频器调控液压制动器抱闸实现。四象限变频器通过变频使其仍保持足够的转矩，当确认液压制动器收到抱闸信号后才会停止输出，防止采煤机停车时因液压制动器抱闸滞后引起下滑。采煤机紧急制动（如突然断电）时，液压制动器抱死电动机牵引轴将采煤机制动。此外，在大倾角采煤机传统的液压制动的基础上增设机械防滑装置，使大倾角采煤机具有二级防滑机构，可保障大倾角采煤机在45°～60°陡坡上安全运行。
2）增大牵引力。采煤机在大倾角工作面运行时，需克服割煤阻力、自身重力沿工作面倾向向下的分力、牵引齿轮与销排以及滚轮，或滑靴与滑道（中部槽帮或铲煤板）产生的摩擦力。邢台矿7720综放工作面全长160多米，其中机尾方向有60多米倾角达到40多度，采煤机采用四象限变频采煤机，实际应用结果表明采用大功率电牵引且具有四象限变频调速系统的该型采煤机能顺利地在40°陡坡上空载爬坡，由上行可平稳地反向下行，失电制动可靠。
1.2大倾角刮板输送机持续改进
1）采用准边双链刮板输送机。在大倾角环境下，采落的煤块会沿着中部槽向下滑滚，威胁人员与设备。刮板输送机链条采用边链时有效运煤空间大，但是会加剧链条和中部槽的磨损且更换链条麻烦；采用中双链时链条和刮板使用寿命延长，但是链条占据空间较大，煤块会沿链条滑滚。通过将大倾角刮板输送机的链条布置形式改进为准边双链，既增大了中部槽的运煤空间，同时刮板、中部槽及链子呈网状布置能有效抑制煤炭自溜，减小链条的磨损。
2）采用加强型销排、销排座及单耳。大倾角刮板输送机不仅承担着采煤机全部重力，还是采煤机制动与防滑的依托。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，大倾角刮板输送机的销排和销排座改进为加强型。大倾角刮板输送机中部槽上应采用加强型单耳，通过加厚使其强度高于支架推移杆前端的Y形连接件，当Y型连接件受刮板输送机较大下滑力作用时，允许Y型连接件损坏，而刮板输送机中部槽单耳得到保护，以免中部槽因单耳损坏而报废。新疆焦煤公司艾维尔沟2130煤矿大倾角大采高综采工作面配套的刮板输送机单耳加厚至150mm，是目前尺寸最大的单耳，强度高，使用效果良好。
3）改善防滑性能。大倾角刮板输送机受自身重力、采煤机重力、底刮板链的运行阻力以及运煤阻力作用，容易下滑。大倾角刮板输送机宜采用全封底整体框架式结构，在减小刮板输送机对煤层比压的同时，可降低底刮板链上行阻力，改善大倾角刮板输送机的下滑状态。在大倾角走向长壁综放工作面后部刮板输送机中部槽底部设置防止后部刮板输送机下滑的限位块，支架尾部燕尾防滑托板处于2个限位块之间。后续改进中建议将导向限位块设置在单节中部槽处。设置斜拉防滑装置，通过千斤顶和圆环链将支架底座尾部与刮板输送机底挡板锚固，牵制后部刮板输送机以防其下滑或下滑后复位。此时，燕尾防滑托板和斜拉牵引装置使支架与后部刮板输送机形成一个以支架为主的互为支点的防滑体系。在支架底座前端加装推移刮板输送机推杆侧推千斤顶，千斤顶给刮板输送机杆施加沿工作面倾向向上的推力，可使刮板输送机与支架联动防滑。
二、存在的主要问题及建议
2.1迄今有关大倾角采煤机和刮板输送机的标准仍然空缺，基本沿用适合近水平及缓倾斜煤层采煤机和刮板输送机的设计制造标准。应尽快编制大倾角采煤机和刮板输送机的行业标准或国家标准，促使其向标准化发展。
2.2大倾角采煤机上行割上三角煤时牵引阻力剧增，当煤层倾角超过45°时，牵引力仍显不足。建议完善采煤机的牵引机构，增大采煤机牵引力。
2.3大倾角采煤机装煤效果较差，刮板输送机防滑性能不佳的问题仍未很好解决。应解决弧形挡煤板翻转不畅的问题，优化滚筒装煤的相关参数，适当降低滚筒转速；增设刮板输送机中部槽底部防滑结构使其能够主动防滑。
2.4专门用于大倾角采煤机和刮板输送机检测试验台尚空缺，建议尽快建设国家级大倾角综采装备检测试验中心。以上问题及建议若引起综采装备行业乃至国家层面的关注与重视并尽快解决，必将对大倾角采煤机和刮板输送机的深化改进与升级换代起到至关重要的作用。
结语
大倾角采煤机和刮板输送机的持续改进应突破传统的近水平或缓倾斜条件下的设计理念与方法，关键是应立足大倾角特殊条件完善采煤机和刮板输送机的性能，提高其适应性与可靠性。大倾角采煤机持续改进的核心在于确保采煤机在大倾角特殊开采条件下，具有可靠的制动性能、足够的爬坡能力、良好的润滑效果、高效的装煤能力及完善的操作系统。大倾角煤层长壁综采工作面应采用大功率电牵引、具有四象限交流变频调速控制系统、强制润滑或用通轴，来取代多级齿轮转动的新型摇臂机械控制且顺畅翻转的弧形挡煤板及遥控操作的采煤机。
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论文作者:卢文超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：倾角论文; 输送机论文; 采煤机论文; 工作面论文; 煤层论文; 防滑论文; 链条论文; 《基层建设》2019年第26期论文;