徐 樂

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)首陽煤礦， 山西 高平 048400）

引言

我國在刮板機(jī)方面的研究已經(jīng)有較長的時間，主要著眼于大功率、高強(qiáng)度、壽命長以及高安全性等方面?，F(xiàn)在，研究的重心是刮板機(jī)的高性能元件、高效率設(shè)備等，與此同時對信息技術(shù)進(jìn)行開發(fā)整合，如工況檢測、遠(yuǎn)程控制以及相應(yīng)的啟動軟件等。張建文[1]為了有效地解決刮板輸送機(jī)卡鏈問題，借助增強(qiáng)驅(qū)動力矩以及改變鏈輪等形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。通常選用驅(qū)動力矩以及設(shè)計角度等，可以有效地解決大坡度運(yùn)輸方面的問題。當(dāng)前，我國在CST 啟動系統(tǒng)、交流電機(jī)調(diào)速器等方面技術(shù)相對欠缺，部分功率的刮板機(jī)依舊采用國外產(chǎn)品。

煤礦開采的過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，尤其在刮板輸送機(jī)以及相應(yīng)的膠帶輸送機(jī)搭接點粉塵更嚴(yán)重，存在機(jī)械傷人的現(xiàn)象。當(dāng)前，我國對職業(yè)病提出了新的要求，因此傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)子點已經(jīng)不能滿足工程需要，需要開發(fā)一種能夠解決該問題的設(shè)備。

1 煤礦井下運(yùn)輸現(xiàn)狀

在煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)中，綜采工作面運(yùn)輸系統(tǒng)是非常重要的設(shè)備。依據(jù)設(shè)備運(yùn)行的機(jī)理可以將其劃分為如下幾個種：第一，連續(xù)運(yùn)動；第二，往返運(yùn)動。其中對于連續(xù)運(yùn)動而言，其特點為啟動之后可以連續(xù)工作，廣泛地在膠帶輸送機(jī)以及刮板輸送機(jī)方面應(yīng)用。對于往返運(yùn)輸設(shè)備而言，在運(yùn)送的過程中，可以以往返的形式做周期性運(yùn)動，同時還需要操作換向器實現(xiàn)換向，廣泛地應(yīng)用于機(jī)車運(yùn)輸以及單繩牽引運(yùn)輸設(shè)備中。為了能夠?qū)崿F(xiàn)高效的生產(chǎn)，煤礦企業(yè)主要使用連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。

在礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)中，設(shè)備轉(zhuǎn)載點是產(chǎn)生煤塵的重災(zāi)區(qū)，采用全封閉的防塵以及防護(hù)裝置可以起到有效的降塵效果，同時可以對工作人員起到保護(hù)的作用，從而需要開發(fā)安全可靠的防塵與防護(hù)裝置，為綜采工作面降塵提供了參考。

2 煤塵危害

2.1 煤塵產(chǎn)生的環(huán)節(jié)

煤礦粉塵定義為在煤礦開采時，產(chǎn)生的各種細(xì)微顆粒。由于煤層本身存在原生粉塵，同時開采煤礦由于切割與破碎等會產(chǎn)生粉塵，在煤礦運(yùn)輸時也會產(chǎn)生一定的粉塵，尤其在轉(zhuǎn)載點卸載時，也會產(chǎn)生大量粉塵。

2.2 煤塵的危害

通常煤礦粉塵由于自身的特點將會懸浮在空氣中，其能夠在風(fēng)的作用下擴(kuò)散到各個采掘點，而當(dāng)井下職工深入生產(chǎn)環(huán)境時，煤塵極易通過職工的呼吸系統(tǒng)進(jìn)入肺中，形成肺病。依據(jù)我國相關(guān)職業(yè)病統(tǒng)計報告顯示發(fā)現(xiàn)，在百強(qiáng)煤炭企業(yè)中，煤百噸原煤產(chǎn)量平均有2.05 人出現(xiàn)煤粉塵肺病，對于非百強(qiáng)企業(yè)而言，百噸原煤產(chǎn)量平均有73.41 人患煤粉塵肺病。此外，煤塵還會導(dǎo)致爆炸的現(xiàn)象。在粉塵浮游空氣中的濃度超過一定數(shù)值時，當(dāng)有足夠的熱源存在就會導(dǎo)致煤塵發(fā)生爆炸。煤塵爆炸往往產(chǎn)生嚴(yán)重的爆炸波，從而產(chǎn)生更大的粉塵，進(jìn)而引起大范圍的爆炸。煤塵爆炸時，其爆溫將會產(chǎn)生2 300～2 500 ℃的火焰，以1 120 m/s 的速度前進(jìn)，極具破壞力。

3 機(jī)械危害

3.1 運(yùn)轉(zhuǎn)的刮板和鏈條傷害

在刮板輸送機(jī)工作時，其在電動機(jī)的帶動下，將工作面的煤矸石運(yùn)出。由于在該過程中，存在工作人員跨越刮板輸送機(jī)的情況，極易出現(xiàn)人員掉進(jìn)溜槽的現(xiàn)象。假如刮板機(jī)的維護(hù)不合理，可能出現(xiàn)飄鏈的現(xiàn)象，可能造成人員的傷亡問題。

3.2 刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的貨物傷害

刮板機(jī)輸送矸石等物料時，往往出現(xiàn)物料卡在刮板與溜槽中，更有甚者物料以高速賤出，可能導(dǎo)致人員安全問題[2]。

4 刮板輸送機(jī)全封閉防塵防護(hù)裝置的應(yīng)用

為了能夠有效地防止產(chǎn)生大量灰塵以及人員踏入輸送機(jī)槽內(nèi)，對傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)安裝“鎧甲”，即添加一個刮板輸送機(jī)倒U 型護(hù)罩，從而可以有效地降低刮板輸送機(jī)產(chǎn)生揚(yáng)塵量，同時可以起到避免工作人員誤入輸送機(jī)槽內(nèi)。

將裝置設(shè)置在機(jī)頭架與中部槽形幫中，其采用4 套Φ16 mm×40 mm 的螺栓進(jìn)行固定。每一個中部槽中設(shè)置兩個全封閉裝置，以銷軸的形式進(jìn)行連接。相鄰的中部槽必須保證平直的形式進(jìn)行安裝，同時保證水平與垂直方向彎曲度小于3°，在中部槽內(nèi)設(shè)置刮板鏈，同時需要保證刮板鏈條適中。在全封閉裝置機(jī)頭架位置設(shè)置有觀察窗，可以對機(jī)頭鏈輪半滾筒的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察。在中部槽中留有觀察窗，對刮板鏈的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察。此外，全封閉裝置便于單獨拆裝，更換簡單。

該裝置能夠有效降低清洗煤工作勞動強(qiáng)度。對于運(yùn)轉(zhuǎn)單位，采用全封閉的形式進(jìn)行防護(hù)，其可以有效地避免因機(jī)械帶來的安全隱患[3-4]。由于在轉(zhuǎn)載點設(shè)置有汽水噴霧裝置，能夠形成水珠水潤，部分粉塵將會降落，部分粉塵相互碰撞而形成較大的粉塵而下落，進(jìn)而能夠防止轉(zhuǎn)載點形成更多的粉塵。圖1 表示相應(yīng)的機(jī)頭單元，圖2 表示相應(yīng)的中部槽部。

5 現(xiàn)場應(yīng)用效果

為了對裝置的應(yīng)用效果進(jìn)行驗證，在實驗時選用五個粉塵源作為樣本，其分別與刮板輸送機(jī)機(jī)頭的位置為1 m、5 m、10 m、15 m、20 m。對樣本點進(jìn)行10 d 的現(xiàn)場測試，同時取測試點的平均值，圖3 表示現(xiàn)場應(yīng)用效果圖。當(dāng)安裝該裝置之后，在5 m 內(nèi)粉塵質(zhì)量濃度從3.9 mg/m3下降到1.5～1.7 mg/m3，對于20 m內(nèi)粉塵質(zhì)量濃度下降到1.3～1.7 mg/m3，由此可以看出降塵效果比較理想。

圖1 機(jī)頭部分示意（單位：mm）

圖2 中部槽部分示意（單位：mm）

圖3 粉塵濃度對比分析

6 結(jié)語

對SGB-20/40T 刮板輸送機(jī)實施全封閉防塵以及防護(hù)優(yōu)化設(shè)計可以看出，當(dāng)生產(chǎn)煤之后，刮板輸送機(jī)操作人員進(jìn)入掘進(jìn)機(jī)工作面進(jìn)行支護(hù)操作，從而可以減輕清煤工作。在轉(zhuǎn)載點設(shè)置的汽水噴霧裝置水霧與粉塵結(jié)合，進(jìn)而可以使得粉塵下降，同時部分粉塵相互碰撞，因較重而下落，進(jìn)一步提高降塵效果。此外，對運(yùn)轉(zhuǎn)單元實施全方位的封閉保護(hù)，從而可以有效地消除機(jī)械傷人的安全問題，因此能夠在全行業(yè)進(jìn)行推廣，全面為職工的健康提供保障[5-7]。