立井雙箕斗提升轉(zhuǎn)載系統(tǒng)的改造

米培英 陳智 張樹梅

摘要：隨著煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展，礦井對煤流系統(tǒng)及主井提升系統(tǒng)的要求亦越來越高。礦井裝載提升系統(tǒng)可分為提升系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，其中裝載系統(tǒng)的安全可靠性直接影響到提升機(jī)的運(yùn)行。因傳統(tǒng)的定量裝載裝置一般是靠定量斗或滿倉傳感器等裝置來實(shí)現(xiàn)定量裝載，存在誤差大、操作麻煩、易損壞、可靠性能差等諸多方面的不利因素，在使用過程中直接影響著煤礦的生產(chǎn)和安全。

關(guān)鍵詞：立井箕斗;裝載系統(tǒng);快速施工

1.工程概況

1.1井筒特征

大海則煤礦回風(fēng)立井井筒凈直徑8.0m，井筒原設(shè)計(jì)深度667.6m;凈斷面50.3m2。實(shí)際施工深度687.38m?；仫L(fēng)井臨時(shí)改絞采用箕斗提升，利用Ⅴ型鑿井井架，主、副提使用2JKZ—4/15絞車，采用兩對雙11t箕斗雙提升，提升速度為6.84m/s。每循環(huán)提升時(shí)間為100s，其中箕斗運(yùn)行時(shí)間約為70s，裝卸載時(shí)間為30s。本設(shè)計(jì)提升狀態(tài)相比提升效率高，提高了礦井的年產(chǎn)量的提高。

2.裝載的形式

箕斗的裝載設(shè)備是井下煤倉向提升箕斗裝載原煤的中間貯裝與計(jì)量裝置，也是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。目前配合提升箕斗的裝載設(shè)備有三種形式：

（1）定量斗式箕斗裝載設(shè)備? 它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個(gè)或一對獨(dú)立的小型貯倉，通常稱為定量斗。為了便于計(jì)量，小型貯倉制成 直立式或斜式，直立式是配合測重裝置進(jìn)行預(yù)先計(jì)重時(shí)用，斜倉則是配合礦車計(jì)數(shù)，給煤 裝置計(jì)時(shí)和煤位信號等進(jìn)行容積計(jì)量用。

（2）溜槽式箕斗裝載設(shè)備? 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是溜槽上部與大容量煤倉直接相連，下部帶有下開式扇形閘門和簸箕式溜嘴。這種形式的裝載設(shè)備在60年代曾被廣泛使用。

（3）定量運(yùn)輸機(jī)式箕斗裝載設(shè)備? 它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以板式運(yùn)輸機(jī)或帶式運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)計(jì)量，慢速貯裝，快速卸載。需要獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，目前在新井中采用，本設(shè)計(jì)采用的就是帶式運(yùn)輸機(jī)式箕斗裝載設(shè)備。

3.技術(shù)性能途徑

門克慶設(shè)計(jì)使用定量斗裝載，電控裝置以井下信號為主信號，各設(shè)備之間具有閉鎖關(guān)系：定量斗閘門與箕斗到位之間的閉鎖關(guān)系，即箕斗不到位，定量斗閘門打不開，定量斗閘門不關(guān)閉，提升信號發(fā)不出去;定量斗閘門與給煤機(jī)、皮帶機(jī)之間的閉鎖關(guān)系：即定量斗閘門不關(guān)閉，皮帶機(jī)、給煤機(jī)啟動(dòng)不起來;給煤機(jī)、皮帶機(jī)之間的閉鎖關(guān)系，即必須先開皮帶機(jī)，經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才能開給煤機(jī);當(dāng)定量斗滿載后須先關(guān)閉給煤機(jī)，經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間，才能關(guān)皮帶機(jī)，以確保下次啟動(dòng)皮帶機(jī)時(shí)，保證皮帶電機(jī)輕載啟動(dòng)延長電機(jī)和機(jī)械設(shè)備的使用壽命。井底、井口與車房閉鎖功能：即井底不發(fā)開車信號，井口不能向車房發(fā)出開車信號;車房未收到開車信號，絞車不能啟動(dòng)。

由于定量斗周圍環(huán)境惡劣，井壁邊緣的定量斗硐室較大，條件惡劣、潮濕且多塵，壓力傳感器普遍使用效果不好，漂移嚴(yán)重，難以長期可靠運(yùn)行，維修困難。（附圖一）

大海則設(shè)計(jì)采用定量皮帶運(yùn)輸機(jī)的安裝位置在兩側(cè)馬頭門內(nèi)，在皮帶機(jī)的卸料端采用溜槽將煤分別送給分煤車，再分煤車向兩個(gè)箕斗卸載。裝載提升系統(tǒng)可分為提升系統(tǒng)和裝載系統(tǒng)，其中裝載系統(tǒng)的安全可靠性直接影響 到提升機(jī)的運(yùn)行。采用定重測量方式時(shí)，關(guān)鍵是重量信號的提取，而它與壓力傳感器的可靠性密切相關(guān)。目前很多礦井采用壓磁或應(yīng)變片式的傳感器來獲取定量斗煤重信號。

定量運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行分為慢速計(jì)量和快速卸載兩個(gè)過程，在立井箕斗提升過程中定量運(yùn)輸機(jī)慢速運(yùn)行，給煤設(shè)備向輸送機(jī)給煤，傳感元件對輸送機(jī)上的煤運(yùn)行計(jì)量，達(dá)到計(jì)量后，被輸送的煤存在輸送帶上，箕斗到位后定量輸送機(jī)快速運(yùn)行，將輸送帶的煤裝入箕斗裝載完畢，提升機(jī)提升箕斗，定量輸送機(jī)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

定量輸送機(jī)與箕斗的配置方式可采用一對一或一對二的安裝方式。一對一安裝方式即采用兩臺輸送機(jī)裝載兩個(gè)箕斗，每個(gè)箕斗成一對一輸送系統(tǒng)。一對二的安裝方式即采用一對輸送機(jī)通過分岔溜槽裝兩個(gè)箕斗。（附圖二）

4.裝載方式的研究與實(shí)施

在原有的裝載硐室中，將分叉溜槽和定量斗改造為定量運(yùn)輸皮帶機(jī)稱重，取消定量斗，解決由于定量斗中存煤時(shí)間長，下部受壓力大而粘接的問題，煤從皮帶機(jī)經(jīng)分叉溜槽直接進(jìn)入箕斗，定量運(yùn)輸機(jī)皮帶機(jī)采用低速裝載，高速卸載工作方式，30s以內(nèi)即可裝滿箕斗，比原來裝載時(shí)間減少20s。大海則煤礦提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮卸載時(shí)間大大提高了提升能力。

定量運(yùn)輸機(jī)是以膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。它在礦井地面和井下運(yùn)輸中得到極其廣泛的應(yīng)用。

定量稱重帶式輸送機(jī)由地腳安裝的機(jī)頭、機(jī)尾、輸送帶、安裝在稱重裝置上的中間體、 張緊裝置、稱重和控制系統(tǒng)等組成。定量稱重帶式向輸送帶上定量裝煤時(shí)，給煤機(jī)給煤，同時(shí)皮帶機(jī)慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)稱重傳感器測得皮帶機(jī)上的煤重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)停止給煤機(jī)和皮帶機(jī)并等待箕斗到位信號，當(dāng)箕斗到位后，皮帶機(jī)啟動(dòng)，以高速向箕斗裝煤，當(dāng)裝煤時(shí)間到并且稱重傳感器測得皮帶機(jī)為空后，停止高速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)為低速運(yùn)轉(zhuǎn)，并啟動(dòng)給煤機(jī)向皮帶機(jī)裝煤和發(fā)出允許提升信號，下一個(gè)循環(huán)開始。

5.定量裝載系統(tǒng)性能特點(diǎn)

5.1井下箕斗定量稱重帶式輸送機(jī)電子皮帶秤計(jì)量精度高、穩(wěn)定性好;

5.2箕斗定量稱重帶式輸送機(jī)計(jì)量控制系統(tǒng)帶有斷線記憶功能，在通訊線路中斷時(shí)仍能正常工作;

5.3 安全可靠，系統(tǒng)自動(dòng)判斷箕斗落位后，進(jìn)行原煤裝載，達(dá)到定量后自動(dòng)停止給煤，有效控制箕斗的裝載量;

5.4 井下分站、地面主機(jī)同步顯示給煤流量，以不同方式，同步顯示裝載設(shè)備的運(yùn)行情況和故障狀況;

5.5 當(dāng)井下分站、地面主機(jī)同時(shí)監(jiān)控原煤裝載定量，檢測達(dá)到定量后，不管井下、還是地面主機(jī)都將發(fā)出停止裝載信號，形成雙保險(xiǎn);

5.6 兩臺箕斗交替裝載、提升，運(yùn)行流暢，當(dāng)一臺箕斗裝載過程完畢后，主機(jī)發(fā)出提升信號，提升箕斗，另一臺箕斗落位，進(jìn)行相同的裝載過程;

5.7 故障閉鎖及報(bào)警;

6.轉(zhuǎn)載選用定量運(yùn)輸機(jī)與定量斗相比的優(yōu)點(diǎn)

大海則煤礦和門克慶煤礦二期臨時(shí)改絞布置設(shè)計(jì)相比較，定量運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)比較有利施工。

6.1井筒有利于縮短工期，節(jié)省投資，當(dāng)圍巖條件不好時(shí)裝載硐室開鑿工程量少，便于施工和維修。6.2減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于維護(hù)和管理。

6.3有利于實(shí)現(xiàn)立井提升系統(tǒng)自動(dòng)化控制。

6.4落差少，減少物料破碎率，減少煤塵飛揚(yáng)。

6.5計(jì)量準(zhǔn)確，計(jì)量部分便于維修和更換，能效防止箕斗過載，對提升系統(tǒng)有利。

7.結(jié)語

定量運(yùn)輸機(jī)在國內(nèi)有成熟的技術(shù)，運(yùn)行可靠，效果良好?；诽嵘哪芰Υ?，從節(jié)省硐室，減少煤的裝載環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等反方面考慮，使用定量運(yùn)輸機(jī)是有著良好地發(fā)展前景。該系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場一年使用證明其稱重正確可靠，穩(wěn)定性好，能滿足現(xiàn)場惡劣的工況。優(yōu)點(diǎn)非常明顯，大大提高了安全生產(chǎn)效率。運(yùn)行安全可靠，維護(hù)量小，并且還具有點(diǎn)自動(dòng)閉鎖控制的工作方式，利用該定量稱重系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)稱重、裝載、閉鎖控制全自動(dòng)化。

近幾年來國內(nèi)建設(shè)大型煤礦進(jìn)入二、三期工程時(shí)考慮臨時(shí)改絞越來越多。提升箕斗的定量運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用而言，從節(jié)省硐室，減少煤的裝卸載環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等方面考慮，使用定量運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)有良好地發(fā)展。

作者簡介：

米培英（1982-），女，漢族，青海省樂都縣人，工程師。畢業(yè)于河北工程大學(xué)，主要從事煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)電工作，現(xiàn)任中煤第一建設(shè)有限公司第十工程處工程技術(shù)部副部長。