郭穎鋒

（晉能控股裝備制造集團(tuán)智能制造事業(yè)部， 山西 晉城 048000）

引言

井下煤倉(cāng)作為煤礦井下煤炭?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，一方面能有效緩解高效率的綜采工作面與運(yùn)輸系統(tǒng)能力不足之間銜接上的矛盾，另一方面可以在礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)出現(xiàn)故障的異常情況下，發(fā)揮出原煤臨時(shí)儲(chǔ)存功能，以保證井下采掘工作面正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，保證轉(zhuǎn)載輸送的原煤能順利進(jìn)入井下煤倉(cāng)，也是確保井下采掘工作面正常運(yùn)轉(zhuǎn)的因素之一。

1 煤倉(cāng)入口破碎系統(tǒng)介紹及優(yōu)化背景

通常情況下，煤倉(cāng)入口送煤選擇皮帶輸送機(jī)直接送煤的方式，煤倉(cāng)入口設(shè)置有篩篦，篩孔孔徑規(guī)格多為300 mm×300 mm，落煤脫離皮帶輸送機(jī)后，通過(guò)篩篦分選進(jìn)入煤倉(cāng)[1]。利用落煤與篩篦的高度差，可以實(shí)現(xiàn)大直徑煤塊（經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)載破碎實(shí)現(xiàn)粗破的煤塊）與篩篦的撞擊，將其破碎為直徑小于篩孔尺寸的煤塊，后落入煤倉(cāng)，同時(shí)也能減小煤塊入倉(cāng)的速度，以減小對(duì)煤倉(cāng)倉(cāng)壁的沖擊。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由井下采掘工作面運(yùn)送至井下煤倉(cāng)入口的煤流中，摻雜著大塊矸石、木料、鐵器等多種類異物，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞篩孔的情況，導(dǎo)致煤流無(wú)法正常進(jìn)入煤倉(cāng)。檢修期間，需要采用人工作業(yè)的方式對(duì)煤倉(cāng)篩篦進(jìn)行清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)系數(shù)高。

因此，為保證合適粒度的原煤可進(jìn)入井下煤倉(cāng)，并且保證采掘工作面工作的連續(xù)性，減小井下維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)系數(shù)，需對(duì)煤倉(cāng)入口破碎系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 煤倉(cāng)入口破碎系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的工作流程：人工分揀去除煤流中木材等雜質(zhì)后，將煤流輸送至井下煤倉(cāng)上方；經(jīng)設(shè)置在皮帶輸送機(jī)末端上方的除鐵器除去鐵器等雜質(zhì)后，煤流進(jìn)入移動(dòng)溜槽；通過(guò)移動(dòng)溜槽篩篦將煤粒按直徑300 mm 進(jìn)行篩分，直徑大于300 mm 的煤粒進(jìn)入破碎機(jī)，破碎后進(jìn)入煤倉(cāng)，直徑小于300 mm 的煤粒直接落入煤倉(cāng)篩篦后進(jìn)入煤倉(cāng)。

為方便破碎機(jī)故障檢修，在皮帶機(jī)與破碎機(jī)之間設(shè)置移動(dòng)溜槽[2]。在破碎機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，移動(dòng)溜槽向遠(yuǎn)離皮帶中心線方向移動(dòng)，同時(shí)移動(dòng)溜槽閘門關(guān)閉，避免過(guò)多煤粒進(jìn)入破碎機(jī)，影響后續(xù)檢修。在移動(dòng)溜槽閘門關(guān)閉后，皮帶輸送機(jī)中煤流無(wú)溜槽導(dǎo)流，直接撞擊井下煤倉(cāng)篩篦后，進(jìn)入筒倉(cāng)[3]。

為滿足以上要求，對(duì)井下煤倉(cāng)入口破碎系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，破碎機(jī)及輔助裝置布置圖如下頁(yè)圖1 所示。

圖1 井下煤倉(cāng)破碎機(jī)及輔助裝置布置圖

2.1 除鐵器

除鐵器是一種能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)吸引力的裝置，它能夠?qū)⒒祀s在煤流中的鐵磁性雜質(zhì)清除，以保證輸送系統(tǒng)中的破碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備能夠安全正常工作，同時(shí)，也可有效防止因大、長(zhǎng)鐵件劃裂輸送皮帶的事故發(fā)生。本次設(shè)計(jì)中，將除鐵器安裝在皮帶輸送機(jī)末端支架上，用以除去煤流中混雜的鐵器，一方面可避免鐵器進(jìn)入破碎機(jī)造成機(jī)械傷害事故，另一方面又減少或消除了煤炭升井后原煤處理過(guò)程中的鐵器含量，減少了后續(xù)工作量。

2.2 破碎機(jī)移動(dòng)式篩篦溜槽

皮帶輸送機(jī)與破碎機(jī)之間，設(shè)置移動(dòng)式入料溜槽，以作為井下煤倉(cāng)入口破碎機(jī)的入料溜槽。

移動(dòng)式篩篦溜槽底部為孔徑Φ300 mm 的圓孔專用篩篦。移動(dòng)式篩篦溜槽傾斜布置，可有效確保煤流進(jìn)入移動(dòng)式篩篦溜槽后，由篩篦對(duì)直徑小于Φ300mm的煤粒進(jìn)行首次分選，并可直接落入井下煤倉(cāng)。這種設(shè)計(jì)，可以保證超粒煤塊進(jìn)入破碎機(jī)破碎腔，也能分離部分直徑小于Φ300 mm 的煤粒，減少破碎物料通過(guò)壓力，減少通過(guò)式物料對(duì)破碎腔各個(gè)部件的磨損，有效保護(hù)破碎機(jī)正常破碎，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

移動(dòng)式篩篦溜槽下部設(shè)置閘門閉鎖裝置。閘門閉鎖裝置在破碎機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的瞬間啟動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉過(guò)煤通道，可防止破碎機(jī)破碎腔中因破碎停止而過(guò)度存煤，對(duì)設(shè)備再次啟動(dòng)造成影響。此外，也能避免因破碎機(jī)停轉(zhuǎn)后，移動(dòng)式篩篦溜槽中裝滿煤粒而無(wú)法正常檢修設(shè)備的情況。

設(shè)置噴霧系統(tǒng)，并將其安裝在破碎腔頂部，通過(guò)連續(xù)噴霧方式為破碎腔降塵，此設(shè)計(jì)有效降低煤揚(yáng)塵，防止粉塵爆炸。

溜槽設(shè)置移動(dòng)軌道，移動(dòng)動(dòng)力為液壓缸，液壓缸帶自鎖閥，避免在非橫移狀態(tài)下由于系統(tǒng)壓力瞬間變化而引發(fā)的事故。

2.3 破碎機(jī)存料槽

設(shè)置破碎機(jī)存料槽，在移動(dòng)篩篦溜槽閘門關(guān)閉后，移動(dòng)篩篦溜槽與破碎機(jī)之間的物料全部進(jìn)入存料槽，以保證移動(dòng)溜槽橫向移動(dòng)時(shí)無(wú)煤塊卡阻，保證本套系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 雙齒輥強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)

雙齒輥強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)可對(duì)直徑大于300 mm 的物料進(jìn)行強(qiáng)力破碎，以保證進(jìn)入煤倉(cāng)物料≤300 mm；對(duì)于直徑＜300 mm 的物料，可直接通過(guò)破碎機(jī)，不進(jìn)行破碎。

2.5 破碎機(jī)出料溜槽

破碎機(jī)出料溜槽為煤流導(dǎo)流裝置，通過(guò)此溜槽以引導(dǎo)經(jīng)破碎機(jī)破碎后的煤流進(jìn)入井下煤倉(cāng)。

2.6 井下煤倉(cāng)篩篦

破碎機(jī)停轉(zhuǎn)后，物料直接由皮帶輸送機(jī)末端跌落至井下煤倉(cāng)篩篦，而后進(jìn)入井下煤倉(cāng)，保證工作面正常運(yùn)行。

3 設(shè)計(jì)預(yù)期效果

此次設(shè)計(jì)包含的過(guò)煤方式有破碎過(guò)煤和煤倉(cāng)篩篦過(guò)煤兩種方式。系統(tǒng)優(yōu)化后，增加了系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，有效地保證了井下綜采工作面的連續(xù)運(yùn)行。此外，該系統(tǒng)既可以應(yīng)用于新建井下煤倉(cāng)，也可以適用于老舊煤倉(cāng)的技術(shù)改造，可為相關(guān)企業(yè)提供一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒。