綜采工作面大塊煤破碎裝置分析

張 琦

（山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

采煤過程中，當(dāng)所掉落煤塊的體積過大時，煤塊不能順暢地通過破碎機(jī)，從而發(fā)生卡頓現(xiàn)象，堵塞破碎機(jī)的出口，使從工作面采下來的煤炭堵在破碎機(jī)的入口處。當(dāng)煤塊越積越多時，就會對刮板輸送機(jī)造成一定的壓力，一旦超過承載的最大限度，刮板輸送機(jī)就會發(fā)生故障，輕則運輸遲緩，重則停止運行。針對這種情況，特此設(shè)計了一種新的破碎裝置，該裝置主要是在煤塊到達(dá)破碎機(jī)之前就對大塊煤進(jìn)行破碎，使破碎后煤塊的大小可以適應(yīng)破碎機(jī)，從而使煤塊可以順利進(jìn)入破碎機(jī)，對煤塊進(jìn)行二次破碎，從而減少煤炭的堆積，使刮板輸送機(jī)可以正常運行，提高運輸煤炭的效率[1-2]。

1 大塊煤破碎裝置結(jié)構(gòu)

所設(shè)計的大塊煤破碎裝置主要由四部分組成，包括破碎機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)、液壓機(jī)以及調(diào)整破碎裝置的姿態(tài)調(diào)整機(jī)。其大煤塊破碎裝置示意圖如圖1所示。

圖1 大塊煤破碎裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.1 破碎機(jī)

破碎機(jī)主要負(fù)責(zé)對體積大的煤塊進(jìn)行破碎，它是由兩部分來組成的，一部分是用來破碎煤塊的破碎錘，另一部分是用來控制破碎錘伸縮的機(jī)構(gòu)液壓缸Ⅰ，這兩部分相輔相成，共同組成了該裝置的破碎機(jī)構(gòu)。其示意圖如圖2所示。

圖2 破碎機(jī)構(gòu)示意圖

1.2 轉(zhuǎn)向機(jī)

轉(zhuǎn)向機(jī)主要負(fù)責(zé)改變破碎機(jī)的角度，使其可以及時進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)大塊煤出現(xiàn)時，轉(zhuǎn)向機(jī)控制破碎裝置向工作面區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，使其位于大塊煤上方，對煤塊進(jìn)行破碎。當(dāng)煤塊體積較小時，不用對煤塊進(jìn)行破碎，此時通過該機(jī)構(gòu)控制破碎機(jī)與煤壁處于平行位置。在選擇轉(zhuǎn)向機(jī)的液壓馬達(dá)時，選擇的是低速液壓馬達(dá)，這是因為該種類的馬達(dá)占地位置比較小，質(zhì)量小、攜帶方便，而且該馬達(dá)雖然構(gòu)造簡單，但是它具有良好的工藝性，可以承受較大的沖擊，受被污染的油液影響小，因此選擇了低速液壓馬達(dá)[3]。其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的示意圖如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)示意圖

1.3 姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)

姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)調(diào)整破碎的角度，使對體積較大的煤塊進(jìn)行破碎時，可以從不同的方向?qū)γ簤K進(jìn)行破碎，這樣可以使煤礦破碎得更全面、更徹底。為了實現(xiàn)對煤塊破碎角度的調(diào)整，采用了兩個液壓缸來控制該機(jī)構(gòu)的運動，其中一個液壓缸是控制機(jī)械臂的運動，調(diào)整角度，而另一個液壓缸則是控制破碎錘的運動，調(diào)整破碎的方向。在這兩者的共同作用下，更好地實現(xiàn)對大塊煤的破碎。當(dāng)大塊煤從煤壁上脫落時，需要對其進(jìn)行破碎，該機(jī)構(gòu)此時就控制破碎錘的運動，使破碎錘到達(dá)工作位置，進(jìn)行破碎。當(dāng)煤塊體積較小時，不需要對煤塊進(jìn)行破碎，這時為了不妨礙采煤工作的正常進(jìn)行，該機(jī)構(gòu)就控制整個破碎裝置，使其處于靜止待命狀態(tài)[4-5]。其姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4所示。

圖4 姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)示意圖

1.4 液壓機(jī)

液壓機(jī)可以說是整個破碎裝置的動力核心，在液壓機(jī)的作用下，破碎機(jī)構(gòu)才能有動力對大塊煤進(jìn)行破碎，一旦該機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了問題，那么整個破碎裝置就處于停滯的狀態(tài)。該機(jī)構(gòu)主要使用的是電動液壓泵輸送動力，其液壓泵的型號是ZCB-700A。

2 工作原理

該破碎裝置的整個動力是由液壓系統(tǒng)來提供的，通過液壓泵和液壓桿的共同作用來控制裝置的正常運行。對體積較大的煤塊破碎是通過破碎錘來實現(xiàn)的，破碎錘通過上升、下落等行為對煤塊進(jìn)行捶打，而實現(xiàn)破碎錘這一行為的則是懸臂梁。正是由于懸臂梁的作用，破碎錘才能自由地動作，對大塊煤進(jìn)行破碎。同時由于需要從多個方向?qū)Υ髩K煤進(jìn)行破碎，使其破碎完全徹底，因此設(shè)計了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是由液壓馬達(dá)帶動運作的，當(dāng)需要破碎煤塊時，利用該機(jī)構(gòu)調(diào)整裝置的角度，使破碎錘可以準(zhǔn)確地進(jìn)入到工作區(qū)域，快速地達(dá)到破碎煤塊的目的。

3 主要創(chuàng)新點

大塊煤破碎裝置很好地解決了大塊煤炭堆積的問題，使體積較大的煤在進(jìn)入破碎機(jī)之前就被一次破碎，減小了煤塊的大小，使煤塊可以順利進(jìn)入破碎機(jī)，進(jìn)行二次破碎，這也減輕了刮板輸送機(jī)的負(fù)擔(dān)，利于刮板輸送機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。同時該裝置的操作步驟簡單易行，方便煤礦工人的使用，而且不妨礙采煤工作的正常進(jìn)行，不會影響煤炭的正常生產(chǎn)，反而由于該裝置的存在，減輕了破碎機(jī)的工作量，實現(xiàn)了煤炭的高效、高產(chǎn)。

4 結(jié)語

大塊煤破碎裝置具有良好的實用性。當(dāng)要對煤塊進(jìn)行破碎時，該裝置可以很好地發(fā)揮破碎作用，將大煤塊分解成小煤塊；而當(dāng)煤塊體積較小時，可以調(diào)整該裝置的角度方向，使其與采煤機(jī)的運行方向在同一平行線上，不妨礙采煤機(jī)的正常工作，從而提高產(chǎn)煤的效率，實現(xiàn)煤炭的高效生產(chǎn)。