綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖控制改造

李晉斌

（西山煤電西銘礦， 山西 太原 030022）

引言

綜采工作面中轉(zhuǎn)載機(jī)一端與工作面的輸送機(jī)搭接，一端與帶式輸送機(jī)的機(jī)尾相連，是大型綜采工作中不可缺少的重要配套機(jī)器，有著一定的連接作用[1]。轉(zhuǎn)載機(jī)的基本運(yùn)行離不開(kāi)帶式輸送機(jī)，而帶式輸送機(jī)的運(yùn)行也離不開(kāi)轉(zhuǎn)載機(jī)[2]。因此，對(duì)綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖控制進(jìn)行有效改造，是保障綜采工作正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

1 轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)搭接原理分析

轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)的搭接原理如圖1所示。在綜采工作中原煤的輸出主要依托工作面刮板輸送機(jī)將原煤卸載到橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，再行過(guò)渡到帶式輸送機(jī)，再至強(qiáng)力帶式輸送機(jī)，這一過(guò)程將綜采工作面向前推進(jìn)，行一次推進(jìn)后，液壓支架操作工置于工作面內(nèi)，將液壓缸向前推動(dòng)，刮板輸送機(jī)也因此向著推移，這時(shí)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的拉移，則依據(jù)原設(shè)計(jì)配套內(nèi)的工作原理將液壓缸聯(lián)合使用拉移鏈，臨時(shí)支設(shè)在頂板處，或者將兩幫端點(diǎn)向著移動(dòng)和拉動(dòng)，由此，轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)搭接，即帶式輸送機(jī)機(jī)尾上行機(jī)頭支撐滑車(chē)搭接，其中機(jī)尾設(shè)計(jì)長(zhǎng)度控制在14 m以內(nèi)，轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭占用3 m為滑車(chē)，行拉移時(shí)控制在0.5 m，行縮移時(shí)向前拉移必須達(dá)到設(shè)計(jì)極限，一般行20次左右即可達(dá)到設(shè)計(jì)極限值。

圖1 帶式輸送機(jī)的工作原理示意圖

2 聯(lián)鎖控制改造運(yùn)行中常出現(xiàn)的問(wèn)題

1）工作中常出現(xiàn)皮帶跑偏的現(xiàn)象，致使大量原煤裝載不均產(chǎn)生泄漏，進(jìn)而出現(xiàn)較多機(jī)械故障。

2）本研究中轉(zhuǎn)載機(jī)固有的橋式結(jié)構(gòu)，存在多處老化部位，在變坡位置架橋段還存在塌腰現(xiàn)象，這一現(xiàn)象主要在帶式輸送機(jī)機(jī)尾上，進(jìn)而直接導(dǎo)致其直接受壓，從而成為帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行的瓶頸。

3）固有的轉(zhuǎn)載機(jī)拉移，與帶式輸送機(jī)機(jī)尾的縮移均須要在頂板或者兩幫上行固定點(diǎn)支設(shè)，這種工作原理是以拉移液壓缸或者是行回柱絞車(chē)，從而完成整體施工，然而這一舉措下，通過(guò)綜采工作面會(huì)出現(xiàn)頂板漏頂，以及兩幫片幫的情況。

3 聯(lián)鎖控制改造方案的確定

3.1 轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度的縮短

首先將轉(zhuǎn)載機(jī)的高度予以降低，再行原系統(tǒng)機(jī)頭滑車(chē)的去除，并且將帶式輸送機(jī)機(jī)尾縱梁也一并去除，以此來(lái)達(dá)到自重的減輕以及運(yùn)行負(fù)荷的降低。轉(zhuǎn)載機(jī)改造如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)載機(jī)改造示意圖

3.2 高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)尾架的設(shè)計(jì)與加工

利用舊式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭滑車(chē)，與帶式輸送機(jī)機(jī)尾的縱梁相對(duì)，從而實(shí)行位置移動(dòng)，這一結(jié)構(gòu)方式予以改變，改變后為一體式結(jié)構(gòu)，大大提升了設(shè)備的耐磨性能，設(shè)備的使用壽命也因此被延長(zhǎng)。

3.3 帶式輸送機(jī)機(jī)尾自動(dòng)調(diào)偏滾筒的設(shè)計(jì)與加工

帶式輸送機(jī)機(jī)尾自動(dòng)調(diào)偏滾筒主要是為了阻止帶式輸送機(jī)機(jī)尾皮帶的跑偏，從而提高轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖改造的真正作用機(jī)制，以此來(lái)提高綜合采煤機(jī)械化的安全運(yùn)行。

4 改造分析

4.1 液壓缸連接轉(zhuǎn)載機(jī)尾部與液壓支架的作用

液壓缸連接轉(zhuǎn)載機(jī)尾部與液壓支架的作用，主要是依托于液壓支架操作手把，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)推移，回柱絞車(chē)也因此減少，液壓缸拉移因此降低，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原設(shè)計(jì)方案中拉移輔助設(shè)備的作用效果，這種設(shè)備拉移，也使得操作人員的數(shù)量減少。

4.2 轉(zhuǎn)載聯(lián)鎖系統(tǒng)的改造作用

轉(zhuǎn)載聯(lián)鎖系統(tǒng)的改造主要是解決不同自然環(huán)境變化下引發(fā)的轉(zhuǎn)載機(jī)頭卸煤點(diǎn)處帶式輸送機(jī)發(fā)生的飄帶現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜采工作面的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 聯(lián)鎖控制可靠性分析

本論文主要研究帶式輸送機(jī)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)載機(jī)，并認(rèn)為其他元部件是安全可靠的，兩者之間可靠性的分析主要取決于帶式輸送機(jī)的正常工作，其包括兩個(gè)方面：一是組成系統(tǒng)的各個(gè)零部件完成所需功能的能力；二是帶式輸送機(jī)零部件組合成系統(tǒng)的組合方式。

5.1 帶式輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與功能

本文研究的帶式輸送機(jī)為固定式帶式輸送機(jī)，其主要的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括：輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、逆止器與托輥。

輸送帶是輸送機(jī)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將煤礦中的煤炭資源運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)載車(chē)上，最后再將其運(yùn)輸?shù)骄?，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，皮帶獲取一定的動(dòng)力，為了保證皮帶的張力，在皮帶下部放有托輥支撐皮帶。逆止器用于防止有載荷的傾斜輸送機(jī)在停車(chē)時(shí)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)中任意一個(gè)單元發(fā)生故障后，都需要維修或更換，都會(huì)產(chǎn)生維修及保障要求?；究煽啃阅Ｐ褪且粋€(gè)全串聯(lián)模型。因此，可以把其視為度量使用費(fèi)用的一種模型。

5.2 可靠性模型的建立

系統(tǒng)的可靠性模型包括有貯備與無(wú)貯備兩種，兩者的主要區(qū)別是：是否同時(shí)工作，典型系統(tǒng)的可靠性模型中無(wú)貯備的模型又可以分為非貯備模型和非工作貯備模型兩種，前者是串聯(lián)模型，后者是等待模型。在串聯(lián)模型中，一個(gè)元件的損壞，可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，只有每個(gè)單元都是正常工作，系統(tǒng)才能正常工作。工作貯備模型又可以分為：并聯(lián)模型、表決模型和橋聯(lián)模型三種。

6 改造效益分析

將已有的舊設(shè)備利用新的技術(shù)進(jìn)行聯(lián)鎖控制改造，即可省去新購(gòu)置設(shè)備花去的成本，也可充分提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率，對(duì)于綜采煤礦的整體運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用機(jī)制[3]。本次研究結(jié)果也驗(yàn)證了前人的大量實(shí)證案例研究成果，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)搭接原理、聯(lián)鎖控制改造方案的確定以及相應(yīng)問(wèn)題的解決，從技術(shù)層面上驗(yàn)證了綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖控制改造的必要性以及作用價(jià)值。另?yè)?jù)相關(guān)研究顯示，轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)的改造方式較多，上述研究中主要是針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題提出的聯(lián)鎖控制方式，如傳統(tǒng)的擋煤方式，由于單一性的固定作用，對(duì)于其他位置出現(xiàn)的落煤，其固定擋煤方式難以全面防控，因此，經(jīng)改造后可移動(dòng)式的專(zhuān)用落煤裝置，在采煤系統(tǒng)中的應(yīng)用更為合理，也是目前綜采系統(tǒng)中改造較多的位置。

7 結(jié)語(yǔ)

綜采工作面轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖控制改造技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)備操作程序更為合理。轉(zhuǎn)載機(jī)與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖控制改造投入運(yùn)營(yíng)后，可以有效提高綜采工作效率，降低綜采過(guò)程中安全事故的發(fā)生，以及降低綜采工作面設(shè)備故障的發(fā)生率。