薄煤层采煤机行走结构改进研究

李庆钢

汾西矿业集团高阳煤矿 山西 孝义 032300

摘要：开采薄煤层的采煤机对过煤高度要求高，一般是 “反装”导向滑靴，导致行走装置对采面地质条件以及刮板输送机平直度要求高，且自身强度也存在不足。为了克服上述问题，设计一种新型行走结构，并对该行走结构组成、特征以及应用特点进行详细阐述，实现了“反装”导向滑靴沿着导轨±5°旋转及轴向窜动，在保证采煤机过煤高度前提下，提升了对地质条件适应性，降低了对刮板输送机平直度要求及作业人员劳动强度，现场应用效果明显，达到了预测研究目标。

关键词：薄煤层 采煤机 行走结构 刮板输送机

采煤机行走结构承担采煤机沿采面调动，而且也影响采煤机最低开采高度及配套的刮板输送机机面高度。一般情况为了降低刮板输送机机面高度，可以将刮板输送机用以固定及导向的销轨改做成“反装”结构，采煤机导靴向采空区方向开口[1~2]。按照这种方式确定的刮板机机面高度约为0.6m，从而避免采煤机截割滚筒截割底板矸石，提高采煤机生产效率[3]。但是由于煤层赋存条件复杂，采面难以避免会出现起伏，采煤机与刮板输送机平台这种结构方式适应性差，采煤机行走机构可靠程度低，容易引起采煤机导向滑靴出现损坏、采煤机频卡等故障[4~5]。加之薄煤层开采时开采空间狭小，采煤机零件替换困难，在一定程度上影响采煤机效率提升。因此，需要针对薄煤层采煤机行走结构存在问题，设计一种新型行走结构，克服上述弊端，提升采煤机运行效率。1 采煤机行走结构弊端

薄煤层开采厚度小，为了尽可能降低采煤机机身高度，增大采煤机过煤空间，薄煤层采煤机普遍取消驱动轮，将“反装”导向滑靴，构成采煤机行走结构。并使用长轴直接驱动行走轮，使用螺栓将导向滑靴固定在采煤机牵引壳体之上，具体结构如图1所示。采用这种结构方式存在下述主要弊端：1）由于采煤空间狭小，且“反装”导向滑靴，导向滑靴只能固定在牵引壳体之上，当采煤底板存在一定起伏，很容易引起牵引机过载、采煤机憋卡等故障，影响采面正常生产；2）由图1可知：“反装”导向滑靴使用螺栓紧固在采煤机牵引壳体之上，滑靴无法实现左右窜动，这就要求刮板输送机推移是具有较高的平直度，间接提升作业人员劳动强度。图1 传统采煤机行走结构示意图

3）受到空间以及结构限制影响，导向滑靴结构由耐磨块及导向座构成，整体强度差，设备出现故障后更换及维修工作开展难度高；4）导靴固定采用螺栓，采煤机割煤期间振动以及其他载荷作用下，容易引起螺栓出现松动，导致行走 266

轴定位不牢靠，影响采煤机在采面正常行走，严重时会引起行走轴出现憋卡、断裂事故。2 新型采煤机行走结构构成及特征2.1 结构组成

具体的新型薄煤层采煤机行走结构结构如图2所示，具体为：采煤机行走轮直接跟长键轴一端连接，并与销轨直接齿合，从而达到降低采煤机机面高度，提高过煤空间目的；将护罩通过压夜螺栓固定在牵引部位外壳之上，并在防护罩上设计一种可以旋转轴（导向滑靴）的凸台结构；在轴承台与护罩之间预留一定间隙，使得导向滑靴可以在预留间隙范围内活动；将压盖固定于长轴之上，定位行走轮，固定压盖螺栓紧固牢靠，防止压盖松动，从而提升新型行走结构可靠性。图2 新型采煤机行走结构示意图

2.2 结构特点

设计的新型薄煤层采煤机行走结构结构相对于传统薄煤层采煤机行走结构具有下述特点：1）导向滑靴运行更为灵活，可以在护罩轴向方向上实现±5°左右转动，提高采煤机遇到煤层底板起伏时的适应性。2）新型行走结构可以实现滑靴在轴向2.5mm窜动间隙，提升采煤机适应弯曲能力，对刮板输送机的平直度要求有所降低，可以在一定程度上降低作业人员劳动强度。3）护罩整体进行调质处理，提高了护罩整体强度，从而使得护罩可靠度有所提升。4）长轴动力输出端使用螺栓加压片方式，确保合压盖、长轴螺钉稳定，从而确保齿轨齿合以及行走轮工作时平稳，提升行走结构运行时的整体稳定性。通过设计新型的行走装置，在“反装”导向滑靴行走装置中实现了导向滑靴沿着导轨±5°旋转及轴向窜动，提高了薄煤层采煤机对采面底板起伏适应性，降低了刮板输送机平直度要求；此外，对行走装置容易损坏部件强度提升，提升了行走装置整体可靠性，降低故障发生率。2019年第12期科学管理提升了对地质条件适应性，降低了对刮板输送机平直度要求以及设备故障发生率，现场应用也取得较好效果，达到了预期研究目标。3 应用效果

将设计的新型采煤机行走装置将山西某矿MG200/446-WD1型薄煤层采煤机上应用，从2018年3月更换行走装置到2019年4月采面回采完毕，采煤机行走系统运行平稳，故障发生率较更换行走装置前降低30%以上，提升了采煤机开机率、采煤机对地质条件适应性有所增强，刮板输送机平直度要求有所降低。在狭小空间内作业的工作人员劳动强度也在一定程度上降低，实现预期研究目标。参考文献

[1]范小燕.关于采煤机行走机构使用中啮合特性的研究[J/OL].机械管理开发，2019（09）：149-151[2019-09-25].

[2]杨鹏.采煤机行走轮与大齿轮连接结构分析[J].机电工程技术，2018，47（12）：91-93.

[3]张晓敏.采煤机行走箱故障分析与研究[J].能源技术与管理，2018，43（03）：132-134.

[4]李庆亮.薄煤层采煤机行走机构的改进设计[J].煤矿机电，2017（04）：92-93+97.

[5]刘天宝，李庆亮，翟雨生.薄煤层采煤机行走轮组件早期故障机理分析与设计改进[J].煤矿机械，2015，36（08）：226-227.

4 结束语

薄煤层采煤工作面开采空间狭小，对采煤机过煤高度要求高，采煤机与刮板输送机交接平台高度与采煤机行走结构可靠性及适应性之间存在一定矛盾，造成采煤机对采面底板变化适应性差、对刮板输送机平直度要求高、行走结构容易出现故障等问题。针对上述问题，设计一种新型行走结构，可以实现导向滑靴沿着导轨±5°旋转及轴向窜动，并提高了行走装置容易损坏部件强度，在保证采煤机过煤高度前提下，作者简介

李庆钢，1977年8月生，男，山西交城人，2015年7月毕业于东北大学，机械工程及自动化专业，本科，助理工程师。

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分的侵蚀，如雨水、土壤等。时间长了，管道表面就会受到腐蚀，当腐蚀到一定程度就会出现穿孔、破裂的情况。因此，需要做好外部防腐工作，延长油气管道的使用寿命。最后，还可以对油气管道施工过程的优化设计。对于管道铺设过程中遇到特殊地形或周围腐蚀元素较多的路段，除了常规的管道内外部防腐工作外，还需要科学合理设计防腐措施，例如筑建专门管道防护沟渠，让管道与环境中的腐蚀物质隔离开，提高管道的防腐效果。设实际情况优化调整《石油天然气管道保护法》。对于管道沿线的地方政府更应加强对管道设施的保护管理，定期就其安全管理举办工作会议，综合协调相关单位部门的管道安全管理工作。积极建立科学合理的安全管理机制，加强安全管理问责和执法力度，明确油气管道的具体责任人，对于违规违法行为进行严肃处理，切莫让安全管理工作流于形式。此外，石油企业应与沿线地方政府就管道安全管理加强沟通并达成共识，共同协作做好管道安全管理工作，才能达到事半功倍的效果。2.2 加强油气管道安全完整性管理

随着信息化的高速发展，在油气管道安全管理工作中应充分理由高科技手段，完整性管理是当前全球最为先进的管道安全管理模式，是通过利用大数据手段，运用完整的信息数据库，对油气管道进行动态实时的管理，把事故发生的几率降到最低。从上述油气管道运行管理安全隐患分析可知，油气管道存在的安全隐患是多种多样的，除了管道自身问题外，还有较多人为因素，因此引入完整性管理模式，可以建立完整的油气管道建设信息数据库，对管道周边的环境及设施进行实时动态而且全面的监控，及时发现管道周边及上方的土壤被占用情况，及时干预，避免管道占压情况发生，提高其运行的安全质量。除此之外，还可以利用管理技术结合油气管道运行特点，实时监控石油和天然气在管道中的流量，一旦发现数据异常就要加强巡查力度，以便及早发现非法盗挖点并进行干预处理，彻底消除管道运行的安全隐患。3 结束语

综上所述，油气管道运行管理中存在较多安全隐患，如何加强管理一直是社会各界重点关注的问题。需要立足油气管道运行实际，通过深入分析其受到影响因素，并制定有效的解决策略，才能切实有效保障油气管道运输安全。参考文献 

[1]吴轩，王康.油气管道运行管理中存在的安全隐患及对策分析[J].山东工业技术，2015（9）.

[2]李勇.油气管道安全运行管理[J].科技创新与应用，2016（20）

[3]柳燕.油气管道安全运行管理浅析[J].石油科技论坛,2011（04）

[4]王春禹.油气管道设计的设计原则及影响因素分析[J].化工设计通讯,2017（05）

[5]史文龙，王健，吴星梅.长输油气管线安全运行管理的实践与思考[J].宁波经济丛刊,2017（2）.

作者简介

刘宝明，男，出生于1981年10月，籍贯辽宁省丹东市，就职于中石油管道沈阳输油气分公司铁岭输油站，站长，工程师。

2.3 完善油气管道管理法制与体制

国家相关部门应结合当前不断发展的油气管道建 267