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[摘 要]综放工作面在回采过程中，存在工作面起伏过大、水平弯曲过大，必定导致链条出槽隐患。针对综放工作面机头机尾运行状况及防止链条上弹，采用了过渡槽上口加厚变窄的具体措施，避免了设备损坏和人身安全事故，取得了一定的经济效益和社会效益。
[关键词]综放工作面；刮板输送机；链条上弹；磨损；放煤
中图分类号：TD63+4.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0055-02
1.概述
随着开采深度的不断扩展，煤层倾角、地质构造、矿山压力的突显、导致井下的环境更加复杂，设备事故率频繁发生，尤其是综放工作面的后部刮板输送机事故率较为突出，它的出现对安全构成严重威胁。同时处理起来非常麻烦，极容易导致设备损坏和人身安全事故。
2.事故原因分析
2.1 刮板老化
姚桥煤矿综放工作面，都有断层和夹矸存在，尤其是夹矸量越多对设备的威胁越大，矸石磨损设备导致快速老化的现象比较严重，刮板长度变短导致链条出槽。
如SGZ630—400后部刮板输送机的刮板在实际生产8个月，运输煤量约80多万吨后的实际状况：
图1中可见新旧刮板的尺寸对比，使用了8个月的刮板短了约30毫米，这是导致链条出槽的主要原因之一。刮板靠老塘侧的边磨损量较大，這是因为后溜在放煤时要求见矸就关，但在关的过程中必然有一部分矸石进入溜槽，正是这部分矸石造成刮板靠老塘侧的边口磨损大于煤帮侧磨损。
2.2 溜槽槽帮磨损严重
溜槽帮口变薄变窄，造成溜槽上口变宽，导致刮板出槽。如SGZ630—400后部刮板输送机生产8个月后，磨损溜槽与新溜槽的对比图如（图2）：
由上图可以看到，磨损后的刮板与磨损后的溜槽的配合情况：磨损后的刮板的长度Lg=535mm，磨损后的溜槽最大宽度为：490+（（590-460）/2-15）=540mm，即：溜槽最宽点大于刮板长度，所以刮板在一定的情况下很容易出槽，这是造成刮板输送机链条出槽的第二个因素。
2.3 工作面水平弯曲和垂直弯曲均过大导致链条出槽
工作面水平弯曲过大，并且同时工作面起伏也过大，必定导致链条出槽。如果这两条不同时具备，链条也不会出槽。
找到链条出槽的原因后，在生产过程中根据刮板输送机的工作状态找到一些解决的办法，从而会避免或减少这样的问题出现（图3）。
从下面工作面刮板输送机的图纸中可以看出；当刮板输送机处于下图状态时，其中部槽基本是水平状，中部槽的链条仅受水平拉力，链条在两端过渡槽处受水平拉力的同时还有向上的弹力，此时的链条受力状况简图如（图4、5）：
由上图可见，4号和5号点受到过渡槽帮的压力，这是为了链条绕过链轮后，控制上链与底链之间的距离，以适合中部槽的使用。那么在受压点处链条有向上的弹力存在。另外由下图还可以看到机头机尾的链轮中心距比中部槽的中心距高出一个距离，机头机尾架明显有一个向上角度，这样必然导致过渡槽处有很大的上漂力存在。
机头架示意图如（图6）：
链条受力图如（图7）：
3.解决链条出槽的措施
3.1 防止过渡槽链条上弹出槽的措施
为克服过渡槽链条上弹出槽，使链条顺利运转，在刮板输送机的机头机尾过渡槽处均设有加厚加宽的压链槽帮。如图8所示：
同时为增大刮板两边的受力面积，在过渡槽上口的两帮各加宽15mm钢板，使原来460mm的口宽变为430mm的口宽。其目的就是为了增大刮板的受力面积，克服该处链条的上弹力。如图9所示：
端面图如图10：
以上是工作面刮板输送机链条，在机头机尾运行状况及防止链条上弹，采用过渡槽上口加厚变窄的具体措施，采取这一措施后，刮板输送机的中部槽和过渡槽形成统一水平，所以中部槽的槽口基本不承受刮板两边的向上抬力。中部槽的槽口在设计时就比过渡槽口薄而宽。然而在实际工作中刮板输送机的中部槽并不能一直实现理想的水平运行，而是随着地质条件的变化，存在不同的起伏和弯曲度。如图11所示：
由图11可以看出溜槽中部槽部分的链条仅仅受到拉力，不存在向上或向下的力。此时在刮板下面不垫其它杂物链条松紧适度时，无论刮板多短也不会出槽。图中过渡槽处4#和5#点存在上漂力，因为过渡槽上口采取措施后大面积的压住刮板也可以保证刮板链条正常的运行状态（图12）。
这种情况的运行，链条的受力分布发生明显的变化（图13）。
图12和图13的链条受力状态明显的不同，因为受地质条件的限制刮板输送机存在起伏不平现象，导致链条多方向受力。当刮板输送机长期处于这种不良状态下运行时，必然导致阻力大、槽口磨损快、刮板磨损快。当普通中部槽檐口磨损到一定厚薄不能承受刮板的上漂力时，就造成槽口撕开，刮板出槽，链条上漂。刮板磨损低于一定尺寸也必然导致刮板出槽，链条上漂。对设备安全构成威胁，对人生安全构成严重威胁。
工作面出现起伏造成溜槽损坏刮板出槽的大多集中在工作面机头，即从工作面10#架到机头这一范围内，溜槽损坏刮板出槽较为常见。造成这一现象的主要原因是机头上翘，受力点下移，此处的普通溜槽槽帮薄，槽口宽，刮板接触面积小，产生摩擦力大，对溜槽和刮板的磨损非常快，当刮板输送机负荷较大时，机头部再有水平弯曲度，刮板向溜槽一边跑，槽帮与刮板的接触面积更小，小到一定程度时必然损坏溜槽，刮板出槽。
综上所述，刮板出槽的条件：（1）刮板输送机机头严重上翘，受力点位移，破坏普通槽的槽帮。（2）刮板严重磨损变短。（3）刮板输送机出现水平弯曲。
解决这一问题的措施：就是保证刮板输送机平、直运行。使刮板输送机处于良性运行，避免链条出槽现象发生。
3.2 解决工作面刮板输送机阻力的措施
但由于受地质条件的影响，工作面常处于起伏状态，工作面刮板输送机也处于起伏不平，这就使得了刮板输送机的阻力大增，产生破坏作用。因此在工作面处于这一状态时，尽可能的减小刮板输送机的起伏角度，减小机头部的落差是非常必要的。
处理措施是：采取过渡槽槽口的处理办法，具体如（图14）：
即工作面机头从过渡槽向后的10块溜槽口上帮加焊20mm厚的钢板并向里延15mm宽的钢板，使溜槽口由原来的460mm宽变为430mm宽，增大槽口厚度的同时也增大了槽口与刮板的接触面积。经过加工后的溜槽口的强度大为增强，槽口宽度变窄，预防了溜槽磨损，效益是显著的。
但这样加工后的溜槽存在运载量的问题。根据运载量计算溜槽加工后与加工前的运煤能力的变化。溜槽运载图如（图15）：
即焊接后的运输能力没有变小反而变大。但这样焊接后能够增加溜槽口的强度，减小溜槽口的宽度，增大溜槽口与刮板的接触面积。降低磨损速度。有利于提高溜槽与输送机刮板的使用寿命。
3.3 解决工作面后刮板输送机负荷量过大的措施
综放工作面后刮板输送机负荷量过大，设备事故率较高，据统计一个工作面下来，后部刮板输送机的事故率约占整个工作面机械设备事故率的2/3，是困扰采煤队，影响和制约采煤队生产的较为突出的问题。
综放工作面的后部刮板输送机承担支架放煤的运载任务，根据规程要求，综放工作面必须放煤干净以防老塘气体升高着火。因此放煤工在操作时必须见矸就“关”，是解决工作面后刮板输送机负荷量过大问题。
4.存在的问题
目前，工作面刮板输送机链条的松紧度完全靠人的感观来定，缺乏数字性的依据，在日常生产中对链条的松紧度很难把握准确，运行中的链条存在过紧或过松现象。按厂家说明书中要求机头链条启动时下垂2至3环是不能满足生产需要的，这个问题到目前为止没有好的解决方案。如果能找的便于测量链条松紧度的工具，使得刮板输送机的链条在运行中有个合理的标准，对刮板输送机的安全运转提供更加有力的保障。
作者简介
刘荣华，男，1968年4月出生，江苏泰兴人，大学文化，工程师，现任上海能源大屯煤电公司姚桥煤矿生产准备科科长。
[关键词]综放工作面；刮板输送机；链条上弹；磨损；放煤
中图分类号：TD63+4.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0055-02
1.概述
随着开采深度的不断扩展，煤层倾角、地质构造、矿山压力的突显、导致井下的环境更加复杂，设备事故率频繁发生，尤其是综放工作面的后部刮板输送机事故率较为突出，它的出现对安全构成严重威胁。同时处理起来非常麻烦，极容易导致设备损坏和人身安全事故。
2.事故原因分析
2.1 刮板老化
姚桥煤矿综放工作面，都有断层和夹矸存在，尤其是夹矸量越多对设备的威胁越大，矸石磨损设备导致快速老化的现象比较严重，刮板长度变短导致链条出槽。
如SGZ630—400后部刮板输送机的刮板在实际生产8个月，运输煤量约80多万吨后的实际状况：
图1中可见新旧刮板的尺寸对比，使用了8个月的刮板短了约30毫米，这是导致链条出槽的主要原因之一。刮板靠老塘侧的边磨损量较大，這是因为后溜在放煤时要求见矸就关，但在关的过程中必然有一部分矸石进入溜槽，正是这部分矸石造成刮板靠老塘侧的边口磨损大于煤帮侧磨损。
2.2 溜槽槽帮磨损严重
溜槽帮口变薄变窄，造成溜槽上口变宽，导致刮板出槽。如SGZ630—400后部刮板输送机生产8个月后，磨损溜槽与新溜槽的对比图如（图2）：
由上图可以看到，磨损后的刮板与磨损后的溜槽的配合情况：磨损后的刮板的长度Lg=535mm，磨损后的溜槽最大宽度为：490+（（590-460）/2-15）=540mm，即：溜槽最宽点大于刮板长度，所以刮板在一定的情况下很容易出槽，这是造成刮板输送机链条出槽的第二个因素。
2.3 工作面水平弯曲和垂直弯曲均过大导致链条出槽
工作面水平弯曲过大，并且同时工作面起伏也过大，必定导致链条出槽。如果这两条不同时具备，链条也不会出槽。
找到链条出槽的原因后，在生产过程中根据刮板输送机的工作状态找到一些解决的办法，从而会避免或减少这样的问题出现（图3）。
从下面工作面刮板输送机的图纸中可以看出；当刮板输送机处于下图状态时，其中部槽基本是水平状，中部槽的链条仅受水平拉力，链条在两端过渡槽处受水平拉力的同时还有向上的弹力，此时的链条受力状况简图如（图4、5）：
由上图可见，4号和5号点受到过渡槽帮的压力，这是为了链条绕过链轮后，控制上链与底链之间的距离，以适合中部槽的使用。那么在受压点处链条有向上的弹力存在。另外由下图还可以看到机头机尾的链轮中心距比中部槽的中心距高出一个距离，机头机尾架明显有一个向上角度，这样必然导致过渡槽处有很大的上漂力存在。
机头架示意图如（图6）：
链条受力图如（图7）：
3.解决链条出槽的措施
3.1 防止过渡槽链条上弹出槽的措施
为克服过渡槽链条上弹出槽，使链条顺利运转，在刮板输送机的机头机尾过渡槽处均设有加厚加宽的压链槽帮。如图8所示：
同时为增大刮板两边的受力面积，在过渡槽上口的两帮各加宽15mm钢板，使原来460mm的口宽变为430mm的口宽。其目的就是为了增大刮板的受力面积，克服该处链条的上弹力。如图9所示：
端面图如图10：
以上是工作面刮板输送机链条，在机头机尾运行状况及防止链条上弹，采用过渡槽上口加厚变窄的具体措施，采取这一措施后，刮板输送机的中部槽和过渡槽形成统一水平，所以中部槽的槽口基本不承受刮板两边的向上抬力。中部槽的槽口在设计时就比过渡槽口薄而宽。然而在实际工作中刮板输送机的中部槽并不能一直实现理想的水平运行，而是随着地质条件的变化，存在不同的起伏和弯曲度。如图11所示：
由图11可以看出溜槽中部槽部分的链条仅仅受到拉力，不存在向上或向下的力。此时在刮板下面不垫其它杂物链条松紧适度时，无论刮板多短也不会出槽。图中过渡槽处4#和5#点存在上漂力，因为过渡槽上口采取措施后大面积的压住刮板也可以保证刮板链条正常的运行状态（图12）。
这种情况的运行，链条的受力分布发生明显的变化（图13）。
图12和图13的链条受力状态明显的不同，因为受地质条件的限制刮板输送机存在起伏不平现象，导致链条多方向受力。当刮板输送机长期处于这种不良状态下运行时，必然导致阻力大、槽口磨损快、刮板磨损快。当普通中部槽檐口磨损到一定厚薄不能承受刮板的上漂力时，就造成槽口撕开，刮板出槽，链条上漂。刮板磨损低于一定尺寸也必然导致刮板出槽，链条上漂。对设备安全构成威胁，对人生安全构成严重威胁。
工作面出现起伏造成溜槽损坏刮板出槽的大多集中在工作面机头，即从工作面10#架到机头这一范围内，溜槽损坏刮板出槽较为常见。造成这一现象的主要原因是机头上翘，受力点下移，此处的普通溜槽槽帮薄，槽口宽，刮板接触面积小，产生摩擦力大，对溜槽和刮板的磨损非常快，当刮板输送机负荷较大时，机头部再有水平弯曲度，刮板向溜槽一边跑，槽帮与刮板的接触面积更小，小到一定程度时必然损坏溜槽，刮板出槽。
综上所述，刮板出槽的条件：（1）刮板输送机机头严重上翘，受力点位移，破坏普通槽的槽帮。（2）刮板严重磨损变短。（3）刮板输送机出现水平弯曲。
解决这一问题的措施：就是保证刮板输送机平、直运行。使刮板输送机处于良性运行，避免链条出槽现象发生。
3.2 解决工作面刮板输送机阻力的措施
但由于受地质条件的影响，工作面常处于起伏状态，工作面刮板输送机也处于起伏不平，这就使得了刮板输送机的阻力大增，产生破坏作用。因此在工作面处于这一状态时，尽可能的减小刮板输送机的起伏角度，减小机头部的落差是非常必要的。
处理措施是：采取过渡槽槽口的处理办法，具体如（图14）：
即工作面机头从过渡槽向后的10块溜槽口上帮加焊20mm厚的钢板并向里延15mm宽的钢板，使溜槽口由原来的460mm宽变为430mm宽，增大槽口厚度的同时也增大了槽口与刮板的接触面积。经过加工后的溜槽口的强度大为增强，槽口宽度变窄，预防了溜槽磨损，效益是显著的。
但这样加工后的溜槽存在运载量的问题。根据运载量计算溜槽加工后与加工前的运煤能力的变化。溜槽运载图如（图15）：
即焊接后的运输能力没有变小反而变大。但这样焊接后能够增加溜槽口的强度，减小溜槽口的宽度，增大溜槽口与刮板的接触面积。降低磨损速度。有利于提高溜槽与输送机刮板的使用寿命。
3.3 解决工作面后刮板输送机负荷量过大的措施
综放工作面后刮板输送机负荷量过大，设备事故率较高，据统计一个工作面下来，后部刮板输送机的事故率约占整个工作面机械设备事故率的2/3，是困扰采煤队，影响和制约采煤队生产的较为突出的问题。
综放工作面的后部刮板输送机承担支架放煤的运载任务，根据规程要求，综放工作面必须放煤干净以防老塘气体升高着火。因此放煤工在操作时必须见矸就“关”，是解决工作面后刮板输送机负荷量过大问题。
4.存在的问题
目前，工作面刮板输送机链条的松紧度完全靠人的感观来定，缺乏数字性的依据，在日常生产中对链条的松紧度很难把握准确，运行中的链条存在过紧或过松现象。按厂家说明书中要求机头链条启动时下垂2至3环是不能满足生产需要的，这个问题到目前为止没有好的解决方案。如果能找的便于测量链条松紧度的工具，使得刮板输送机的链条在运行中有个合理的标准，对刮板输送机的安全运转提供更加有力的保障。
作者简介
刘荣华，男，1968年4月出生，江苏泰兴人，大学文化，工程师，现任上海能源大屯煤电公司姚桥煤矿生产准备科科长。