李振中

摘 要：矸石山液壓抬移翻矸架是對(duì)陶二煤礦三面翻翻矸架的改造，其抬移動(dòng)作靈活、操作簡便，不僅適用于三面翻翻矸架，還適用于單側(cè)翻或者雙側(cè)翻翻矸架。改造后的翻矸架用先進(jìn)的液壓控制技術(shù)代替了傳統(tǒng)的絞車牽引，達(dá)到了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短工作時(shí)間等目的。

關(guān)鍵詞：矸石山；翻矸架；液壓控制技術(shù)；立柱

中圖分類號(hào)：TD63+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.087

1 改造原因

冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)陶二煤礦矸石山排矸系統(tǒng)用的是1.43 m3的礦車運(yùn)輸，而矸石山則用的是2.2 m3三面翻矸車配1 200 mm軌距雙碼提升翻矸架。矸石山按照20°的坡度向前堆積延伸，其延伸過程與卸矸架的移設(shè)工作交替進(jìn)行。一直以來，在工作時(shí)，都是在陶二煤礦矸石山前面安設(shè)1臺(tái)慢速絞車強(qiáng)行牽引，使翻矸架前移。這種方法較為落后，而且也不合理。因?yàn)榻g車的牽引方向不是平行于坡面的，它是向下傾斜的，與坡面有一個(gè)較大的交叉角，會(huì)對(duì)坡面產(chǎn)生額外的壓力。因此，在移架前，需要配合人工起道機(jī)或是用液壓千斤頂?shù)韧瓿商Ъ芄ぷ?，并用大量的坑木進(jìn)行人工支護(hù)。

近年來，隨著煤礦原煤產(chǎn)量的增加，礦井不斷延伸，矸石產(chǎn)量也在急速增長，翻矸架移設(shè)次數(shù)也在逐漸增多。而抬架是移架的前提，當(dāng)山頭由虛墩實(shí)后，坡度就會(huì)減小，因此，要將坡度控制在20°，而且必須每天抬架一次，用坑木墊道一次。每一次抬架、移架工作都需要12個(gè)人用12 h才能完成，整個(gè)過程復(fù)雜，輔助工作多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。另外，在此過程中，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)架體被拉斜的情況，滾落的矸石則會(huì)傷及工人的人身安全。鑒于此，需要進(jìn)一步改造翻矸架，以便相關(guān)工作能夠順利進(jìn)行。

2 所用技術(shù)

液壓傳動(dòng)利用各種液壓元件組成所需的控制回路，再將這些回路有機(jī)組合起來制成有控制能力的傳動(dòng)系統(tǒng)，以完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。此次矸石山液壓抬移翻矸架的研制是以液壓傳動(dòng)和相關(guān)的控制技術(shù)為基礎(chǔ)的。在具體工作中，由型號(hào)為YZ-15的液壓站為液壓翻矸架提供動(dòng)力源，而最高供油壓力為31.5 MPa。高壓油液通過高壓管路、高壓控制球閥最終控制推移立柱，使推移立柱、支撐立柱和防傾斜立柱動(dòng)作，使翻矸架完成移架和抬架工作。矸石山液壓抬移翻矸架實(shí)體模型如圖1所示，矸石山液壓抬移翻矸架液壓控制原理如圖2所示。

1—翻矸架主體；2—翻矸架活動(dòng)節(jié)；3，4—推移立柱；5，6—推移活動(dòng)節(jié)立柱；

7—防傾斜立柱；8—支撐立柱；9—防傾斜立柱底座；10—支撐立柱底座

圖1 矸石山液壓抬移翻矸架實(shí)體模型

當(dāng)矸石翻到與架體高度一致的位置時(shí)，打開閥門，將支撐立柱升起并完成抬架工作。支撐立柱的升起量要依據(jù)使用情況而定，直至立柱升到最高位置。山頭新翻矸石的出現(xiàn)使得山頭基礎(chǔ)松散，當(dāng)支撐立柱升起時(shí)，山頭矸石很容易沉陷，因此，需要將支撐立柱與防側(cè)翻立柱交替升起和收縮，以“踏步”的方式將矸石山基礎(chǔ)墩實(shí)。一般情況下，在支撐立柱升起時(shí)會(huì)將防傾斜立柱一同拔起。這時(shí)，可以簡單調(diào)整防傾斜立柱的位置，讓它來支撐翻矸架。隨著翻矸數(shù)量的增多，需要先將活動(dòng)節(jié)向前推移，在山頭前部空出一定的翻矸空間。當(dāng)矸石與架體高度再一次一致時(shí)，就需要進(jìn)行移架操作。在移架前，同樣需要將支撐立柱與防側(cè)翻立柱交替升起和收縮，以“踏步”方式將矸石山基礎(chǔ)墩實(shí)，然后再斷開翻矸架后部與軌道連接處的魚尾絲，將推移立柱伸出，沿山坡向上移架。待移架工作完成后，用43 kg的短節(jié)軌道填補(bǔ)連接空缺段。

1—粗濾油器；2—截止閥；3—葉片泵；4—防爆電動(dòng)機(jī)；5—精濾油器；6—滋流閥；

7—壓力表；8—支撐立柱；9—防側(cè)翻立柱；10—推移活動(dòng)節(jié)立柱；11—推移主體立柱

3 改造后的創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 創(chuàng)新點(diǎn)一

改造后的翻矸架用立柱伸縮代替了人工抬架、移架的操作，節(jié)省了大量的人力和坑木，縮短了作業(yè)時(shí)間。

3.2 創(chuàng)新點(diǎn)二

改造后的翻矸架將支撐立柱下端和兩側(cè)的翻傾斜立柱下端的底座用鋼梁連接成一體，使立柱兩兩一組在同一平面上運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。這樣一來，支撐立柱和防傾斜立柱配合動(dòng)作就組成了1個(gè)“踏步”機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步保證了抬架操作的穩(wěn)定性和便捷性。

4 改造后產(chǎn)生的效益

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

未改造翻矸架前，每年起架子頭需要坑木360 m?，耗費(fèi)345 600元，而且每天需要12個(gè)人用12 h才能完成架子頭的移設(shè)工作，全年需支付工人432 000元。改造了翻矸架后，用立柱代替了坑木，每年節(jié)省坑木費(fèi)345 600元，而且原來每天12個(gè)人的工作現(xiàn)在4個(gè)人就可以完成，節(jié)省人工費(fèi)288 000元。另外，改造后的翻矸架是用液壓控制的，所有的控制設(shè)備都是現(xiàn)有的，而液壓油用的是提升機(jī)更換下來的油液，基本不需要使用額外的設(shè)備，或是支出其他的材料費(fèi)。這樣，每年可節(jié)約費(fèi)用（人工費(fèi)+節(jié)省坑木費(fèi)）633 600元，同時(shí)，還節(jié)省一定的絞車維護(hù)費(fèi)。

4.2 社會(huì)效益

矸石山液壓抬移翻矸架改造工程不僅讓相關(guān)工作人員積累了許多經(jīng)驗(yàn)，而且設(shè)備改造后動(dòng)作靈活、操作簡便、適用范圍廣。因此，這項(xiàng)改造工程值得被推廣。

5 存在的問題

在設(shè)備工作過程中，主要存在2方面的問題：①液壓系統(tǒng)要經(jīng)常維護(hù)，尤其是閥組和密封圈，防止閥組和密封圈損壞造成漏液降壓；②液壓系統(tǒng)由遠(yuǎn)端控制，而且其管路長，經(jīng)常會(huì)被矸石掩埋，所以，要及時(shí)處理，以免影響設(shè)備的正常運(yùn)行。