南山煤礦二水平裝載自動擋水煤裝置的研制與應用

摘 要：文章主要闡述了在安全第一理念的形式下，為了盡量避免跑水煤沖傷人員事故的發(fā)生，應采取必要有效的方式加以控制，研制自動擋水煤裝置。

關(guān)鍵詞：自動擋水煤裝置；安全第一；控制

1 概述

通過二水平裝載自動擋水煤裝置的應用有效控制了二水平裝載跑水煤時對人員的傷害和對設備的損壞，同時減少了跑水煤壓住皮帶影響生產(chǎn)情況的發(fā)生，同時降低了人員清理跑出的水煤的工作量。

2 研制自動擋水裝置原因

龍煤礦業(yè)集團鶴崗分公司南山煤礦新井井塔位于南山煤礦工業(yè)廣場中部，井塔高度為64米，裝設兩臺多繩摩擦式提升絞車，新井井口為混合井，其中3.25M絞車為專用提煤絞車，擔負著全礦二水平的提煤任務，提煤量占全礦產(chǎn)量的1/2左右。3.25M絞車服務水平有：井下一個水平（即二水平裝載），地面一個水平（即井塔四樓卸載），提升高度為570米。其中二水平裝載作業(yè)方式為先將二水平強力機卸載至煤倉內(nèi)的原煤通過給煤機卸至帶式輸送機上，再由其轉(zhuǎn)載至定重量斗，最后控制裝入提煤箕斗中，提升至井上。

南山煤礦是一個老煤礦，成型的采掘工作面已經(jīng)不多，采掘條件相當惡劣，工作面復雜、水量大，而且隨著標準化的提高，灑水噴霧系統(tǒng)的大量使用，使采掘運輸系統(tǒng)相對潮濕，最終使原煤含水量增加，并且在采煤工作面收尾時，由于出煤量減少，而混入原煤的水量基本保持不變，使原煤中含水量較大，形成水煤。當水煤形成后，其最終將進入煤倉，由于給煤機為K4型多底板給煤機，其無閘門無法控制水煤，在給煤機向帶式輸送機卸載原煤時，大量快速涌出，即形成跑水煤。由于二水平裝載采用皮帶轉(zhuǎn)載，皮帶工必須在裝載二層進行作業(yè)，以便觀察皮帶運行情況，發(fā)生跑水煤情況時，由于大量水煤快速涌出，經(jīng)常導致帶式輸送機被水煤埋住無法正常運行，嚴重影響了提煤生產(chǎn)任務，同時其中還可能夾雜大塊原煤，可能將皮帶工沖傷。

3 工作原理

在安全第一理念的形式下，為了盡量避免跑水煤沖傷人員事故的發(fā)生，應采取必要有效的方式加以控制。具體方法為研制可控制閘門，當跑水煤時，將閘門手動落下，擋住大量涌出的水煤，避免大量水煤通過給煤機直接涌出。但是實際效果不理想，由于跑水煤時，發(fā)生的時間短、速度快，皮帶工來不及落下閘門，后研制自動控制的閘門進行控制。具體實施方法為：在給煤機口安設了自制弧形閘門，使用風缸（直徑180mm，行程600mm）來控制閘門的起落，風缸供風管路上安設二位四通電磁閥來控制（型號為：Q25D2-25），煤位傳感器安設在給煤機出口上方，微動探頭下用鐵鏈連接一小塊鐵板，將探頭信號傳輸至繼電器上，繼電器控制電磁閥，最終實現(xiàn)對閘門的控制。

工作原理為：在電磁閥內(nèi)部含有密閉的腔，腔的中間是活塞，腔的兩面是兩塊電磁鐵，一旦電磁鐵線圈通電，閥體便受力被吸引至通電電磁鐵方向；而在腔的不同位置都開有通孔，連接著不同的風管，因此可通過控制閥體的移動來選擇開啟那部分排風孔；由于進風孔處于常開狀態(tài)，閥體的移動使得風體進入不同的排風管，風的壓力推動風缸的活塞，進而推動活塞桿，從而帶動機械裝置。利用這種原理，便可實現(xiàn)通過控制電磁鐵電流通斷來控制機械運動的功能。在氣動回路中，電磁控制換向閥的作用是控制氣流的通、斷或是改變壓縮空氣的流動方向。利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力的作用推動閥芯切換，進而實現(xiàn)氣流的換向。按電磁控制部分對換向閥推動方式的不同，又可以分為直動式電磁閥和先導式電磁閥，在風缸供風管路上安設二位四通電磁閥又屬于先導式電磁閥，先導式電磁閥通電時，電磁力驅(qū)動先導閥打開先導閥，主閥上腔壓力迅速下降，在主閥上下腔內(nèi)形成壓差，依靠介質(zhì)壓力推動主閥關(guān)閉件上移，閥門開啟；斷電時，彈簧力把先導閥關(guān)閉，入口介質(zhì)壓力通過先導孔迅速進入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關(guān)閉。二位四通閥中的二位就是指兩個工作位，一個通電位，一個斷電位；四通，是指四個接口，分別是：1進氣口；2，3都為工作口；4為排空口。

平時給煤機給煤時，由于正常給煤不存在噴射情況，無法觸及煤位傳感器，讓閘門處于開啟狀態(tài)，對整個作業(yè)無影響；當發(fā)生跑水煤情況時，由于水煤大量快速涌出，噴射的水煤撞到煤位開關(guān)的小鐵板上，觸動其發(fā)出信號并傳送至繼電器上，繼電器控制電磁正向打開，壓力風源進入風缸內(nèi)控制閘門下落，擋住大量涌出的水煤，從而控制水煤大量涌出帶來的沖擊力和對人員產(chǎn)生的危害。同時為了平時進行控制，還安設了控制按鈕來實現(xiàn)手動控制閘門開啟和關(guān)閉。

通過二水平裝載自動擋水煤裝置的應用有效控制了二水平裝載跑水煤時對人員的傷害和對設備的損壞，同時減少了跑水煤壓住皮帶影響生產(chǎn)情況的發(fā)生，同時降低了人員清理跑出的水煤的工作量。運行狀態(tài)良好，效果顯著。

這次過二水平裝載自動擋水煤裝置的研制，讓我們看到了利用可用的材料配件等，發(fā)揮智慧，不但可以避免跑煤傷人事故的發(fā)生，還降低了工人的勞動量，在礦山利用這種創(chuàng)新思維對其它煤倉口裝載系統(tǒng)進行改造，推廣此項經(jīng)驗，具有十分必要的意義。

作者簡介：邴龍海（1983-），工程師，2006年畢業(yè)于黑龍江工程學院電氣自動化本科專業(yè)，現(xiàn)任龍煤集團鶴崗分公司南山礦動力科主任工程師職務。