杜永祿

（陽(yáng)煤三礦， 山西 陽(yáng)泉 045008）

引言

礦用螺旋提斗式多功能清倉(cāng)機(jī)是用于對(duì)礦井水倉(cāng)進(jìn)行清挖處理的專(zhuān)用器具，主要是先將沉積在水倉(cāng)中的干煤泥和稀煤泥進(jìn)行收集匯總再輸送到指定地點(diǎn)。該設(shè)備解放了礦工的生產(chǎn)力，并且能夠滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離的管道運(yùn)輸，提高了水倉(cāng)處理速度[1]。而現(xiàn)有的同類(lèi)產(chǎn)品大多主要用于輸送稀煤泥，并不能同時(shí)遠(yuǎn)距離處理干煤泥和稀煤泥，這就導(dǎo)致了礦井水倉(cāng)清理的低工作效率和高勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

考慮到大多數(shù)礦井的地質(zhì)情況，綜合設(shè)計(jì)的主要參數(shù)為：運(yùn)送量至少為30 m3/h，直線運(yùn)行距離至少為800 m；考慮到礦井上下坡的高度差，垂直輸送距離至少須達(dá)到50 m，螺旋的上下極限值范圍為600 mm，最大可達(dá)到500 mm；設(shè)置速度為7 m/min，可適應(yīng)的上坡度為16°、下坡度為18°，適應(yīng)于多數(shù)巷道斷面；總質(zhì)量小于8 000 kg。

1.1 多功能清倉(cāng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)

清倉(cāng)機(jī)在礦井中進(jìn)行廢棄物料集輸主要由隔爆電動(dòng)機(jī)控制液壓泵來(lái)提供生產(chǎn)動(dòng)力，該液壓泵為礦井專(zhuān)用，采用三連軸運(yùn)移，包括主泵和輔泵，主泵為柱塞泵，所提供的動(dòng)力可進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，可適應(yīng)各種工況，而輔泵是齒輪泵，他的功能主要用于清倉(cāng)機(jī)的行走和移動(dòng)以及為清倉(cāng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種機(jī)構(gòu)提供液壓油[2]。MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 清挖處理儲(chǔ)集系統(tǒng)

通過(guò)螺旋產(chǎn)生的慣性力箱輸送機(jī)進(jìn)行物料匯集，然后將物料轉(zhuǎn)移到下一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)輸送泵或通過(guò)下一節(jié)輸送皮帶進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。另外，設(shè)置了水倉(cāng)內(nèi)物料堆積高度監(jiān)測(cè)裝置來(lái)判斷水倉(cāng)內(nèi)的裝料情況，通過(guò)水倉(cāng)內(nèi)的螺旋機(jī)構(gòu)上下旋轉(zhuǎn)，將水倉(cāng)內(nèi)的匯集物料接連不斷的傳向下一提斗機(jī)系統(tǒng)。較之前礦井采用的傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在使用的提斗式輸送機(jī)有著明顯的使用高效性和廣泛性，更有助于進(jìn)行稀煤泥的清挖運(yùn)輸，同時(shí)也能有效處理干煤泥的清挖。

圖1 MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 輸送機(jī)

輸送管路適合輸送含水率在45%以上的稀煤，采取這種方式效率較高，因?yàn)榇藭r(shí)的煤泥流動(dòng)性極好，經(jīng)過(guò)攪動(dòng)后成稀狀，可以更便捷的運(yùn)送到指定地點(diǎn)。而當(dāng)輸送的含水率小于30%時(shí)，此時(shí)煤泥的可塑性較差，這種情況不適合使用管路遠(yuǎn)距離運(yùn)送，常常直接輸送至尾部的礦車(chē)中再進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至合適的規(guī)定位置。

1.4 行走履帶和司機(jī)操作處

選用液壓行走履帶來(lái)推動(dòng)清倉(cāng)機(jī)主要是考慮到水倉(cāng)內(nèi)的惡劣情況，而且設(shè)備在水倉(cāng)內(nèi)總是需要不斷推動(dòng)行走。司機(jī)操作處集合了各個(gè)操作控制器，使司機(jī)能夠清楚的掌握物料所處情況、狀態(tài)變化以及其他設(shè)備的變動(dòng)和意外情況，從而能夠快速做出較為準(zhǔn)確的判斷并做出相應(yīng)的指令以進(jìn)行應(yīng)急操作。

2 MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)的工作原理

2.1 設(shè)備運(yùn)行過(guò)程

清倉(cāng)機(jī)啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條及提斗倉(cāng)開(kāi)始運(yùn)作，同時(shí)，鏈輪帶動(dòng)螺旋設(shè)備開(kāi)始物料旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行物料收集，集料設(shè)備上裝有兩個(gè)螺旋機(jī)構(gòu)，兩螺旋機(jī)反方向運(yùn)轉(zhuǎn)將水倉(cāng)中的物料向提斗機(jī)中央進(jìn)行匯集，然后提斗機(jī)工作沿槽斗將煤泥等輸送到尾部。當(dāng)運(yùn)送的煤泥含水量較低時(shí)，可將其直接輸送到尾部的礦車(chē)中，礦車(chē)把干煤泥運(yùn)到指定位置。而當(dāng)運(yùn)送為水分較大的煤泥時(shí)，需要先降低水分再進(jìn)行處置，具體實(shí)施方法是通過(guò)液壓泵將煤泥漿抽到高壓管中，經(jīng)過(guò)高壓煤泥輸送管配送到規(guī)定地點(diǎn)。在整個(gè)設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中，設(shè)備的移動(dòng)和提斗機(jī)的升降協(xié)調(diào)配合運(yùn)行，完成水倉(cāng)的清理工作。

具體實(shí)施過(guò)程中，液壓履帶行走需要和旋轉(zhuǎn)式提斗輸送機(jī)協(xié)調(diào)配合，這樣才能源源不斷地將水倉(cāng)內(nèi)的煤漿等物料收集輸送到合適地點(diǎn)，從而完成整套系統(tǒng)的運(yùn)作和水倉(cāng)的清理工作。按照設(shè)計(jì)運(yùn)輸量，多功能清倉(cāng)機(jī)平均裝滿(mǎn)一輛5 t的礦車(chē)需要10 min左右，如果是3 t的礦車(chē)耗時(shí)將會(huì)更短。和人工勞動(dòng)對(duì)照，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一體化作業(yè)，使速度得到了極大地提高，有效改善了清倉(cāng)清理的惡劣作業(yè)環(huán)境。

2.2 液壓系統(tǒng)原理

液壓系統(tǒng)動(dòng)力依靠電機(jī)控制液壓泵和高壓液壓油，考慮到水倉(cāng)內(nèi)物料堆積和距離的變動(dòng)較大，且礦井下對(duì)設(shè)備的防塵防爆要求，所以這種液壓油驅(qū)動(dòng)較為可靠合理，安全性高。而且能適應(yīng)復(fù)雜多變的井下條件。物料的集輸和方向的控制都由液壓自動(dòng)轉(zhuǎn)換，司機(jī)只需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)物料堆積情況改變行車(chē)路線即可。當(dāng)裝運(yùn)物料為較濕煤泥時(shí)，需要經(jīng)由泵抽出經(jīng)過(guò)高壓管先盡可能去除水分，達(dá)到干煤泥的標(biāo)準(zhǔn)要求后裝入礦車(chē)。

3 工業(yè)性試驗(yàn)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)概況

MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)在某礦的第一水平倉(cāng)開(kāi)展，第一水平倉(cāng)主要工況如下：該倉(cāng)的入口坡度為18°，巷道寬3.8 m，長(zhǎng)600 m，煤泥堆積厚度在1.3～2.8 m的范圍內(nèi)，倉(cāng)內(nèi)情況較為復(fù)雜多變。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

2017年10月5日，該套設(shè)備在某礦的第二水平倉(cāng)進(jìn)行了正式使用，該水平倉(cāng)處在-280 m的井下，水倉(cāng)寬3.4 m，高2.8 m，長(zhǎng)800 m，在使用該設(shè)備后，效率得到極大提高，一周可推進(jìn)300 m左右，10月21日，水倉(cāng)基本清理完畢。MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)平均在2 h能裝滿(mǎn)16輛5 t的礦用車(chē)輛，平均生產(chǎn)能力達(dá)到27 m3/h，相較于礦工清理水倉(cāng)來(lái)說(shuō)，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全，極大地提高了清倉(cāng)速度。運(yùn)行結(jié)果表明，設(shè)備使用效果良好，在設(shè)備清理水倉(cāng)期間，共清理煤泥水180 t左右，且該機(jī)器移動(dòng)靈活，可操作性強(qiáng)，作業(yè)高效，具備很好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)適應(yīng)的輸送角度在一個(gè)范圍內(nèi)變化，角度變化主要參照的是清倉(cāng)機(jī)處在低位時(shí)的角度，因?yàn)楫?dāng)物料處于較高位置時(shí)，由于水的性質(zhì)和物料自身的重力，裝送中的物料較干，可直接進(jìn)行輸送，對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)影響較小。

理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安全可靠性高，采用雙螺旋反方向運(yùn)轉(zhuǎn)向中間匯集的集料方式和分段槽斗輸送方式，配合液壓電機(jī)提供動(dòng)力系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)水倉(cāng)的機(jī)械化清理；另外，履帶式系統(tǒng)的行走設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)礦井下的惡劣環(huán)境，且爬坡能力強(qiáng)，制動(dòng)性能好，不會(huì)出現(xiàn)剎車(chē)后的較大慣性滑行距離，液壓泵的組合使用，使該機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)輸煤泥。井下使用表明，該設(shè)備不易損壞，維修方便，適應(yīng)能力強(qiáng)，清倉(cāng)效率高，能夠極大地減輕礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度。MQC-75型多功能清倉(cāng)機(jī)的研制具有較大的礦井生產(chǎn)實(shí)用價(jià)值。