李文旭 李剛 張林海

摘要：在煤礦生產(chǎn)過程中，主立井雙箕斗提升定量斗得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于各方面因素的影響，現(xiàn)有的主立井雙箕斗提升定量斗無法滿足煤礦開采需求，此時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行改造。本文將會(huì)以雄山五礦為例來對(duì)主立井雙箕斗提升定量斗的類型進(jìn)行分析，并提出有效的改造策略，這樣不僅可以增大定量斗斗箱體積，縮短箕斗與定量斗卸載口水平間隙，減少撒煤量，而且還可以提升裝載系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主井提升裝載自動(dòng)化效率。

關(guān)鍵詞：主立井;雙箕斗;提升;定量斗;改造

隨著煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)主井提升系統(tǒng)提出了較高的要求，而現(xiàn)有的礦井裝載提升系統(tǒng)主要由提升系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)兩部分組成，其中裝載系統(tǒng)的可靠性、安全性將會(huì)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行效率產(chǎn)生決定性的影響，此時(shí)就需要結(jié)合煤礦開采特點(diǎn)來選擇主立井雙箕斗提升定量斗，以此來有效提高煤礦生產(chǎn)效率。

一、 提升系統(tǒng)概況

雄山五礦主立井井筒凈直徑5.0m，井筒設(shè)計(jì)深度278m;凈斷面19.625m2。主立井采用雙箕斗提升，提升絞車使用2JK―2.5/20絞車配合一對(duì)5t單繩輕型箕斗、鋼軌罐道提升，提升速度為4.75m/s，主立井年提升能力為100Mt/a。

二、主立井雙箕斗提升裝載形式

目前，我國煤礦主立井雙箕斗提升裝載形式主要包括定量斗和定量機(jī)兩種，每種方式在不同地區(qū)又存在不同的變化形式，下面將會(huì)對(duì)4種相對(duì)比較典型主立井雙箕斗提升裝載形式進(jìn)行介紹。按照距離井筒的遠(yuǎn)近，可以將同一個(gè)水平上2個(gè)裝載煤倉稱為前倉和后倉，上下2個(gè)水平上的裝載煤倉，稱之為上倉和下倉。

（1）形式1

在我國大部分煤礦生產(chǎn)中，該裝載方式得到了廣泛應(yīng)用，其具有設(shè)備簡單、機(jī)電故障率低、維護(hù)方便、影響生產(chǎn)時(shí)間少等特點(diǎn)，但是其定量斗的硐室大，增加了硐室開拓費(fèi)用，當(dāng)箕斗噸位比較大時(shí)，將會(huì)增加定量斗的體積，在一定程度上增加了后續(xù)維護(hù)的難度，加之給煤機(jī)數(shù)量的增加，也會(huì)導(dǎo)致其維護(hù)量增加。

（2）形式2

該定量斗裝載形式是在形式1的基礎(chǔ)上，將定量核子秤安裝在帶式輸送機(jī)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定量斗和核子秤的雙重控制，不僅稱重準(zhǔn)確，而且具有比較高的安全系數(shù)。

（3）形式3

在山西潞安礦業(yè)集團(tuán)，該裝載方式得到了廣泛的應(yīng)用，其具有裝載硐室小，重量控制精確高，開拓費(fèi)用低等特點(diǎn)，但是設(shè)備需要進(jìn)口，進(jìn)而增加了配件及設(shè)備費(fèi)用。

（4）形式4

在河南永城煤電和河北開灤集團(tuán)，該裝載方式得到廣泛應(yīng)用，具有形式3優(yōu)勢(shì)，但是其國產(chǎn)板式定量輸送機(jī)后續(xù)運(yùn)行過程中需要比較大的維護(hù)量，從而導(dǎo)致配件消耗較多，極易誘發(fā)安全事故。

三、定量斗及卸載裝置的改造

我礦主立井井底原定量斗采用壓板式的溜煤嘴作為裝載設(shè)備，定量斗下部由機(jī)械杠桿式碰撞裝置、閘板和溜槽組成，卸載裝置開閉定量斗閘板是通過下放或上升箕斗推動(dòng)機(jī)械杠桿裝置機(jī)構(gòu)開啟或關(guān)閉閘板完成一個(gè)循環(huán)的。這種裝載設(shè)備的機(jī)械杠桿卸載裝置碰撞沖擊力大，故障率高;箕斗卸載機(jī)構(gòu)閉合效果不好，經(jīng)常關(guān)閉失效，造成箕斗在井筒漏灑煤量偏大。因此，我礦將定量斗向箕斗卸載原煤開閉閘板的機(jī)械杠桿裝置、定量斗容積與定重計(jì)量裝置的配套使用作為本次改造的重點(diǎn)。

四、改造簡介

1、裝載設(shè)備改造前

我礦原先使用的為2002年時(shí)安裝的立井箕斗提升系統(tǒng)，由于原有箕斗裝載設(shè)備原因，首先需由掛底工啟動(dòng)給煤機(jī)，原煤由煤倉經(jīng)溜煤槽、給煤機(jī)卸載至定量斗;再次，將箕斗下放碰撞定量斗杠桿裝置機(jī)構(gòu)碰頭打開定量斗閘板完成原煤卸載，使原煤卸入箕斗;最后，靠上升箕斗推動(dòng)定量斗閘板和重錘的重力關(guān)閉閘板，進(jìn)入下一循環(huán)裝載、卸載、提升。原有的機(jī)械杠桿式開閉裝置對(duì)箕斗、定量斗沖擊力大，不可靠，故障率高，維護(hù)量大，嚴(yán)重時(shí)造成箕斗在運(yùn)行時(shí)被卡，造成卡罐、墜罐事故，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。如圖1。

2、裝載設(shè)備改造后

經(jīng)參觀考察，我礦于2018年投資20萬元對(duì)裝載系統(tǒng)進(jìn)行了改造，安裝了壓片式定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)，代替了機(jī)械杠桿式卸載機(jī)構(gòu)，箕斗與定量斗不再產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作，解決了碰撞沖擊力問題。并且增加了箕斗與定量斗設(shè)備的空間，對(duì)定量斗擴(kuò)大容煤體積改造奠定了基礎(chǔ)。改造后的扇形閘門卸載原煤時(shí)與箕斗之間水平間隙減小，并對(duì)定量斗加大斗箱容積，最大化減少了撒煤量。同時(shí)采用PLC編程控制原煤裝載、卸載，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、可靠的定重裝載提升。該箕斗定重裝載系統(tǒng)主要由箕斗編程控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、液壓稱重傳感器、保護(hù)系統(tǒng)等組成，如圖2。

五、運(yùn)行情況和經(jīng)濟(jì)效益

1、增大了定量斗斗箱體積，由5.1m?變?yōu)?.5m?，為提升系統(tǒng)改造增加單次提升量提供了空間與系數(shù)。

2、杜絕了箕斗與定量斗機(jī)械杠桿卸載裝置在井筒內(nèi)的故障率，提高了提升安全可靠性。

3、取消機(jī)械碰撞裝置后，箕斗與定量斗卸載口水平間隙縮短為40mm，同理，箕斗在地面卸載位置時(shí)的間隙也變小，減少撒煤量，撒煤量20T/月降2t/月，清煤人員投入由原先80工時(shí)/月降為5工時(shí)/月，全年節(jié)約了900個(gè)清煤工時(shí)投入。

4、煤經(jīng)定量斗扇形閘門直接卸入箕斗的高速卸載工作方式，實(shí)現(xiàn)20s以內(nèi)即可裝滿箕斗，比原來裝載時(shí)間減少20s。每循環(huán)提升時(shí)間縮短為80s，裝載、提升由原來的43勾/h提高為45勾/h。

5、電控裝置以井下信號(hào)為主信號(hào)，各設(shè)備之間具有閉鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了提升裝載系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，故障閉鎖及報(bào)警，確保了安全提升。

6、實(shí)現(xiàn)了主立井箕斗按定重自動(dòng)控制裝載、截止，其稱重計(jì)量精度高、穩(wěn)定性好，避免了二次裝載和超載，實(shí)現(xiàn)了主井提升裝載自動(dòng)化。

六、結(jié)語

改造后裝載系統(tǒng)，通過現(xiàn)場(chǎng)二年多的使用，證明該系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠，裝載、提升效率明顯提高，實(shí)現(xiàn)了稱重、裝載、提升閉鎖控制全自動(dòng)化。該定量斗前期改造投資小，獲益大，最大效益是減少了撒煤量，減少了箕斗、定量斗維護(hù)量，適合過去中小型煤礦此類定量斗機(jī)械杠桿式裝置的改造。

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