应用区域:山西省同煤某矿
工况条件:放顶煤开采的综采工作面:采高3.9米,可采走向长度约1000米,工作面长度259.8米,煤层倾角1°~3°,后溜槽放顶煤平均高度16.93米,采放比1:4.3,矸石含量30%。
1.常规铸焊结构后部刮板机存在的问题
关键部件磨损快 后部刮板机直接承接垮落的顶煤+大量冒落矸石,矸石硬度远大于煤,且有大块矸石对槽体的直接砸击,受“冲击+研磨”双重磨损,要求后溜槽槽帮、中底板等关键部位必须采用高强度耐磨材料,而铸焊结构后溜槽槽帮采用ZG30SiMn材质,中底板采用耐磨板,整体耐磨性差,磨损快,使用过程中极易出现中底板磨穿、飘链、卡链等现象。
焊接位置强度低 放顶煤工作面后部刮板输送机承受持续大块儿煤矸石冲击及复杂扭转载荷,铸焊结合部(特别是中板与槽帮焊缝)受热应力、交变载荷及焊接工艺缺陷影响,出现焊接收缩变形、裂纹扩展及底板脱落,造成焊缝开焊、中底板脱落、槽帮开裂、铰接部位损坏。
2.解决方案核心技术
整体一次浇铸成型工艺 将3D打印技术与整体铸造技术相结合,槽帮、中板、底板、齿轨座、拉移耳等所有部位一体铸造成型,各部位材质、耐磨性、强度一致,整体抗拉强度≥1300MPa,冲击功≥25J,整体结构抗冲击、抗扭性能好,承受放煤大块矸石冲击、偏载扭转变形能力强;
TNZ贝氏体高耐磨材料 冀凯自研TNZ系列高耐磨贝氏体钢,贝氏体占比稳定≥85%,耐磨性达到进口耐磨板NM450的1.6倍以上,同时兼顾高韧性、高强度、耐腐蚀等综合性能,整体材质统一,链道、中底板、槽帮内腔、铰接部位耐磨均匀,抗研磨磨损能力显著优于铸焊结构,后部机使用寿命大幅提升。
3.应用效果
设备耐磨效果显著,使用寿命翻倍 实际采煤工作面使用下来总推进704米,过煤量667万吨,其中后部过煤矸石总量545万吨,磨损情况如下:
| 序号 | 位置 | 平均磨损量 | 平均百万吨磨损量 |
| (1) | 铲板侧槽帮中板 | 1.25mm | 0.976mm |
| (2) | 铲板侧链沟中板 | 1.35mm | 1.10mm |
| (3) | 挡板侧槽帮中板 | 1.12mm | 0.92mm |
| (4) | 挡板侧链沟中板 | 1.28mm | 1.05mm |
| (5) | 铲板侧槽帮上沿 | 1.23mm | 1.00mm |
| (6) | 挡板侧槽帮上沿 | 1.37mm | 1.12mm |
| (7) | 上沿开档 | 0mm | 未开始磨损 |
设备整体抗压抗损性能突出,助力矿井高产高效 实际使用过程中未出现中部槽中底板开焊、脱落的问题,中部槽公、母头、哑铃窝、推移耳部位均未发生任何变形损坏的现象,也未发现有变形现象,设备展现出高强度、高耐磨、高韧性、耐腐蚀的优良使用性能,整体运行稳定,设备故障率降低,助力矿井高产高效。
4.推广价值
冀凯整体铸造后部刮板输送机,精准适配放顶煤采煤工作面煤质硬、矸石含量高,冲击力强的恶劣工况,显著提升了设备在高磨损、高强度冲击环境下的可靠性和服役寿命,大幅节约了维修成本。该方案已在晋能控股、平煤集团、陕煤集团、永煤集团等全国多个矿区实现规模化应用,运行稳定、效益突出,具备良好的可复制性和推广前景,具备极高的工程应用价值与行业示范推广价值。
冀凯始终坚守以创新为核心的发展理念,持续推进煤矿运输装备向高精度、高可靠、长寿命、免运维、国产化方向升级,持续为打造智慧矿山、绿色矿山,实现矿山高质量建设提供关键核心装备与先进技术支撑。

