超长充填刮板输送机形态表征与摩擦阻力分析OA

针对固体充填刮板输送机在长度超过150 m时因弯曲段摩擦阻力占比剧增导致的断链、卡链等技术瓶颈,基于采场地质构造与输送机形态耦合关系,提出了超长充填刮板输送机弯曲形态表征与阻力调控理论。通过建立以S形曲线为基础的多段式弯曲形态力学模型,创新性构建了弯曲段几何参数与运行阻力的量化表征体系:首次推导出基于欧拉柔索理论的弯曲段摩擦阻力解析式,系统揭示了输送机在整机S形、整机V形及S+V复合型工况下的运行阻力演化规律;采用圆弧近似向斜轴V形弯曲过渡段形态,建立了弯曲过渡段几何参数与运行阻力的函数关系。基于新巨龙煤矿全国首例260 m超长SGZ800/1400型充填刮板输送机工程实践,开展跨向斜轴复杂工况下运载能力、刮板链安全系数等多参数校核计算。结果表明:当S形弯曲段长度超过100 m时,运行阻力随摩擦系数及长度呈指数增长,而V形过渡段长度增加可使曲率半径增大,过渡段每增长1 m阻力降低约1~2 kN;弯曲段位于输送起点侧时,运行阻力与弯曲段长度正相关,终点侧则呈现负相关特性,且平均阻力值较前者高约54.5%;弯曲度系数从0.3降至0.01时,单次充填时间缩短49.1%,有效运载功率提升68%~88%,通过运载量动态调控可使刮板链安全系数提升至3.5~4.0。工业性试验表明:该理论模型指导下的超长充填刮板输送机推采343 m过程中,矸石处理量达51.37万t,煤炭置换量53.15万t,成功实现深井复杂地质条件下260 m面长瓶颈的突破。研究成果初步验证了理论模型用于超长充填刮板输送机选型计算与运行阻力调控的有效性,为深井矸石规模化处置与绿色开采提供了理论依据。