王少華

（山西潞安化工集團司馬煤業(yè)有限公司， 山西 長治 047500）

1 給煤機概述

給煤機是煤礦主運輸系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備，它具有安裝簡單、應(yīng)用區(qū)域廣等優(yōu)點，礦井內(nèi)多處煤倉儲煤后通過給煤機搭接，實現(xiàn)礦井原煤生產(chǎn)不間斷運輸?shù)男Ч?。但在實際煤礦生產(chǎn)過程中，由于原煤本身特性，其大小、黏連度、含水量等數(shù)值的不同，在給煤機運輸過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因受力力度大、受料不均等原因，造成下煤倉下口給煤機起拱棚堵事故發(fā)生，不僅降低了原煤運輸效率，而且很容易發(fā)生重大人身事故。

常見的煤倉黏堵形式有兩種，一種是濕煤粉首先在倉壁上粘結(jié)，一層一層疊加在一起，最后是倉內(nèi)形成類似鼠洞形狀，再裝煤時就會造成堵倉。另一種是由于濕煤粉塊之間的內(nèi)摩擦阻力大，加之它與倉壁的外摩擦阻力也大，當煤倉充滿煤后，其下部錐形段的出煤口處形成類似于卡住和銹死的起拱形狀（俗稱棚堵）。開閘放煤時只能放下極少的一部分，上部煤炭則因起拱而堵倉。煤倉堵塞問題一旦出現(xiàn)需要采取措施進行疏通,即被動疏通。本文以某礦1 號煤倉下口安裝的給煤機為研究對象，提出了一套給煤機液壓破拱裝置，并在實際中進行應(yīng)用[1-4]。

2 煤倉下口堵塞常見處理方法

1）放水處理法。當煤倉堵塞嚴重,下口又有足夠堅固的結(jié)構(gòu)時,可以從煤倉上口放大量的水，使水逐漸滲入到物料顆粒之間的空隙中。當水在煤倉中達到飽和時，由于倉內(nèi)阻力的降低而使結(jié)拱堵塞部分在自重的作用下滑動墜落。但放水處理法處理時間比較長，現(xiàn)場污染嚴重，而且也不夠安全。

2）鉆機鉆通法。在貯倉上口用鉆機將堵塞部分鉆通。但當煤倉深度很長時，難以確定堵塞的位置，對于長度較大的煤倉，需要的鉆頭將會相當長，而且作業(yè)安全性差。

3）設(shè)置高壓水射流系統(tǒng)。用高壓水自下而上進行沖刷，或在斗倉部分預先安裝帶徑向噴嘴的環(huán)形高壓水管，供堵塞時使用。這種方式也是僅適用于堵塞發(fā)生位置相對固定的情形，柔性差。

4）采用空氣炮進行疏通。將一個或多個空氣炮安裝在斗倉或倉體容易起拱的內(nèi)壁上，當倉內(nèi)堵塞時，可隨時向起拱處發(fā)射高壓氣體。這種方法目前在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，但其局限性是受煤倉結(jié)構(gòu)上的限制，有些煤倉結(jié)構(gòu)不適合安裝空氣炮，而且安裝位置固定，柔性同樣很差。

5）少量炸藥崩震。不少煤礦企業(yè)在煤倉出現(xiàn)堵塞時，使用少量炸藥伸到倉內(nèi)靠近堵塞位置靠炸藥的崩震作用實現(xiàn)疏通。此法極不安全，很容易出現(xiàn)事故。

3 液壓破拱裝置設(shè)計

為了解決傳統(tǒng)破拱時難度大、安全系數(shù)低、勞動作業(yè)強度高等技術(shù)難題，決定對某礦1 號煤倉下口安裝了一套給煤機液壓破拱裝置，利用側(cè)下位液壓推桿伸入煤倉底部進行破拱，實現(xiàn)人員遠方操作，直接破碎起拱的煤塊結(jié)構(gòu)以疏通煤倉，可達到預想的效果。

3.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

1）給煤機液壓破拱裝置主要由振動電機、破拱油缸、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、前擋板油缸、前擋門系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)油缸、二次擋門系統(tǒng)等部分組成如圖1 所示。

圖1 給煤機液壓破拱裝置結(jié)構(gòu)組成

2）為使液壓推桿伸入煤倉底部進行破拱，需在煤倉下口給煤機后方一側(cè)割開（氣割）一個200 mm×200 mm 的入口，液壓缸一端與給料口襯板用螺栓緊固。破拱液壓缸安裝在給煤機后側(cè)，液壓缸與給料口垂直面夾角為30°，缸體支座與給煤機平臺可靠連接。振動式給煤機本身具有調(diào)節(jié)給料斗傾角的液壓系統(tǒng)，在原有液壓站再安裝一套具有雙向換向閥的液壓回路，可提供破拱液壓缸的動力。

3.2 液壓破拱裝置工作原理

煤倉起拱棚堵需進行破拱時，必須首先觀察起拱情況，通過振動給煤無效后，確定使用液壓破拱裝置。此時首先啟動油泵，然后將相應(yīng)位置的換向閥換向推桿向上推移，破拱液壓缸推桿伸出，進入料倉底部進行破拱，破拱后將換向閥換向推桿下拉，液壓缸推桿縮回，破拱結(jié)束，推桿縮回到原始位置后，將換向閥推桿撥回到中間位置，關(guān)閉油泵電機。如一次無法實現(xiàn)破拱，可反復多次進行上述操作，直至破拱。

3.3 裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)點

1）液壓破拱裝置利用液壓系統(tǒng)進行破拱，裝置破拱時動力強，操作簡單，自動化水平高，設(shè)備操作較為簡單、快捷，且無安全隱患，破拱作業(yè)可靠性強，適合多種類型起拱堵倉的疏通。

2）與傳統(tǒng)人工破拱相比，使用該裝置后只需1 人操作即可，降低了人工破拱勞動作業(yè)強度，避免了人員進入煤倉下口溜槽進行疏通的安全隱患，確保了作業(yè)人員安全。

3）與傳統(tǒng)爆破施工相比，杜絕了破拱作業(yè)中存在的火花、爆破等危險源，保障了礦井安全。

4）該裝置在實際應(yīng)用時還存在一些缺點，需進一步優(yōu)化改進，主要表現(xiàn)在以下幾方面：該裝置主要利用液壓系統(tǒng)進行工作，由于煤倉下口粉塵濃度大，很容易造成液壓系統(tǒng)因粉塵導致失效現(xiàn)象，需定期對裝置進行清理；破拱油缸是裝置中的重要配件，長期破拱作業(yè)很容易造成油缸缸體磨損，甚至破缸現(xiàn)象。

4 實際應(yīng)用效果分析

1）該液壓破拱裝置設(shè)計方案通過后，于2021 年2 月在某礦1 號煤倉下口進行了改造安裝，通過調(diào)試投入使用。該裝置結(jié)構(gòu)簡單而實用，易于作業(yè)人員操作，一人監(jiān)視、一人操作即可完成作業(yè)，避免了人員進入煤倉下口疏通煤倉的情況。

2）截止2021 年8 月某礦1 號煤倉共計發(fā)生7 起起拱棚堵事故，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，采用液壓破拱裝置進行破拱時單起破拱時間為0.4 h，與人工破拱相比，縮短了1.4 h，破拱作業(yè)非?？旖?，在較短的時間內(nèi)排除了生產(chǎn)安全隱患，大大提高了礦井主運輸?shù)男?，并給作業(yè)人員帶來極大方便[5-8]。

5 結(jié)語

某礦針對1 號煤倉在放煤過程中頻繁出現(xiàn)起拱堵塞現(xiàn)象，導致人工疏通難度大、危險系數(shù)高，對此決定采用液壓破拱裝置對井下煤倉起拱疏通，通過實際應(yīng)用效果來看，該裝置拱疏通作業(yè)針對性較強，且實用可靠，并最大限度地確保了作業(yè)人員安全，是理想的破拱設(shè)備。裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于改造，改造成本低，使用后能大大減少煤倉棚堵事故的處理時間，使井下主運輸更加高效運轉(zhuǎn)，從而提高礦井生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟價值可觀。不論從設(shè)備實用性能出發(fā)還是從安全性出發(fā)都有較大的推廣價值。