王 勇

（山西西山煤电股份有限公司西曲矿，山西 古交 030200）

在煤矿井下掘进机桥式皮带运输中，桥式皮带转载机与皮带运输机之间采用的是开放式连接，这样有利于煤流的转运。但是在实际的工况下，常因设备之间的匹配或复杂的地质工作环境问题导致两者之间无法完全匹配。作业中煤流会落到皮带运输机之外的两侧，不但影响皮带机的运输效率，而且会因为落煤的淤积降低巷道的掘进效率。所以做好掘进机与皮带运输机之间的落煤装置的设计，扩大桥式皮带转载机与皮带运输机的配型范围有非常现实的意义。

1 项目概况

西山煤电集团西曲矿以往使用的是佳木斯煤矿机械有限公司生产的S150J型掘进机，华能源万利分公司机械制造厂生产的DSP1080/650型伸缩带式输送机。当前根据西山煤电集团的整体部署，引进了新型的IMM国际煤矿机械集团佳木斯煤矿机械有限公司生产的EBZ230型掘进机。EBZ230型掘进机无法与DSP1080/1000型伸缩带式输送机进行匹配，必须在桥式皮带转载机与皮带运输机间设计专用的落煤装置来进行匹配，提高装煤的工作效率。

2 设备技术参数分析

本次落煤装置设计项目中主要涉及三个主要设备：EBZ230型掘进机、DZQ80/30/15型桥式皮带转载机、DSP1080/650型皮带运输机。其技术参数如下。

EBZ230第一运输机主要参数：

形式： 边双链（标配）/中双链刮板式（可选）；溜槽尺寸（宽mm×高mm）：620×340 ；链速 （m/min）：61； 圆环链规格（mm）：Φ18×64 ；液压马达：IAM600.H3，2台； 涨紧形式：弹簧、丝杠涨紧；适应坡度：±18°。

DZQ80/30/15型桥式皮带转载机主要参数：

输送量：≥300t/h；出厂长度：16.68m；带速：1.6m/s；带宽：800mm；功率：18.5kW；电压：660/1140V；直径：500mm；改向滚筒直径：219mm；托辊直径：89mm。

DSP1080/650型皮带运输机主要技术参数：

运输能力：800t/h；运输距离：1000m；胶带速度：2.5m/s；功率：160kW；胶带规格650mm。

从桥式皮带转载机与皮带运输机的皮带参数可以看到，皮带运输机的宽度为650mm，小于桥式皮带转载机皮带宽度，所以煤流输出过程中自然会有部分掉落在皮带的两侧。这就会造成皮带机的装煤效率降低，影响到整个巷道的掘进效率。公司技改部派出专业力量来解决这一问题。综合考虑可以在桥式皮带转载机与皮带运输机之间增设落煤装置，解决两者之间落煤的衔接问题。

3 落煤装置设计方案分析

3.1 落煤装置整体方案分析

技术人员经过多次的设计和修改以及现场的试验，最后确定落煤装置的设计图如图1所示。

图1 桥式皮带转载机落煤装置方案示意图

如图1所示，在设计阶段，考虑到800mm带宽与650mm带宽的匹配问题，在转载机机尾架处增设了落煤装置。该落煤装置主要由漏煤斗、漏煤斗支腿、挡煤皮带、连杆等部分组成。

3.2 漏煤斗设计分析

3.2.1 漏煤斗上下开口宽度

对于连接桥式皮带转载机的上开口，其宽度应该大于800mm，同理对于连接着皮带运输机的下开口，宽度应该小于650mm，才能在理论上实现100%的装煤效率，综合方便安装等因素，将落煤装置的漏煤斗设计为上开口1000mm，下开口500mm，其截面示意图如图2所示。

图2 煤斗截面示意图（单位：mm）

3.2.2 漏煤斗长度

漏煤斗的长度设计主要是考虑煤流从桥式皮带转载机掉落到漏煤斗上的范围分布情况，如图3所示为落煤分布图。

图3 落煤分布图（单位：mm）

从图3中可以看到，设定桥式皮带上煤堆高度为220mm，从桥式皮带上来煤的初速度与桥式皮带带速相同为1.6m/s，机尾架滚筒与漏煤斗下开口的落煤高度差为540～760mm。根据计算可以得到图3当中L1=530mm，L2= 630mm。综合考虑桥式皮带俯仰角度的变化影响和漏斗在支腿前后的平衡性，漏斗的长度定为1000mm。

3.2.3 漏煤斗支腿设计

如图1所示，漏煤斗支腿做为其行走部件，承担着主要的承重，同时也为了保持漏斗的平衡性，将漏煤斗支腿设计在漏斗中部。同时该设计也使漏煤斗对关联的其他设备的干涉降低到最低，能提高落煤装置对机尾架俯仰角度的调节范围。

3.2.4 漏斗过煤口设计

掘进机的B溜槽=620mm，H高=404mm，计算其最大过煤尺寸为620mm × 404mm。设计中，漏煤斗过煤口到皮带运输机皮带的高度为410mm，过煤口受到漏煤斗下开口宽度的限制，宽度为500mm，则漏斗过煤口最大过煤尺寸为500mm× 410mm，当出现超宽大块煤时，应该进行打碎作业后再进行下一步的运送作业。

3.3 落煤装置的联接

漏煤斗的设计工作完成后，接下来就是落煤装置的联接工作了。考虑到行走过程当中会出现俯仰角度以及左右摆角现象，所以需要对落煤装置与桥式皮带转载机的机尾架进行柔性联接。技术人员在基于柔性联接的基础上，采取等边四连杆机构的联接方式，具体示意图如图4所示。

从图1和图4中可以看到，机尾架支撑小车、漏煤斗支腿和连杆组成一个等边的四连杆机构，落煤装置只能在水平移动、沿轮轴与机尾架同步转动这2个自由度上发生运动，保证了落煤装置行走的稳定性以及漏煤斗与机尾架俯仰角度的同步性，实现了两者之间的完整联接。

图4 等边四连杆机构原理图

4 实践效果分析

落煤装置设计并生产完成后，就马上将其在现场进行了实践应用。实践效果表明，安装了落煤装置后，装煤效率达到了100%。通过漏煤斗上下开口宽度的变化来实现B桥=800mm带宽与B皮=650mm带宽之间的100%落煤，保护让其不散落到皮带机的两侧。等边四连杆机构的联接方式可以完美实现其与桥式皮带机尾架的联接问题，另外还可以消除机尾架与皮带运输机之间因夹角产生的运输途中落煤问题。从EBZ230型掘进机的技术参数中可以查到，其适应坡度为±18°。在现场通过相关试验，设备在安装落煤装置后，机尾架与皮带运输机的俯仰夹角达到±25°，左右摆角达到20°，完全满足EBZ230型掘进机的设计需求。该落煤装置的设计并成功应用，解决了西曲矿应用EBZ230型掘进机导致的皮带运输机的配型问题，并提高装煤效率达到了100%。

5 结语

本文主要是针对西曲矿EBZ230型掘进机与DSP1080/650型皮带运输机的配型问题，设计了一款落煤装置。该款落煤装置通过漏煤斗上下开口宽度的变化来实现B桥=800mm带宽与B皮=650mm带宽之间的100%落煤，实践应用效果良好，可以在集团公司其他煤矿推广使用。