采掘工作面風(fēng)動清煤機設(shè)計應(yīng)用

趙建昕

（大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司，山西 大同 037003）

1 概述

大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司8311工作面回采期間在2311巷安裝了一部DTL型帶式輸送機，機尾與轉(zhuǎn)載機搭接，機頭與盤區(qū)帶式輸送機搭接，聯(lián)合進行運煤。由于工作面采煤過程中進行降塵灑水，造成原煤濕度大，產(chǎn)生大量的煤泥，在運輸時從自移尾兩側(cè)及運輸皮帶兩側(cè)灑落，造成2311巷帶式輸送機底皮帶下方堆積大量煤泥，平均煤泥厚度達0.35m，不僅降低了巷道質(zhì)量標準化水平，而且大量煤泥對輸送帶產(chǎn)生嚴重磨損，降低了輸送機使用壽命。工作面回采前期，每班安排5人對2311巷煤泥進行人工清理，但是受施工環(huán)境影響，人工清理煤泥不僅難度大，效率相對較低，每班清理煤泥不足6m3，而且輸送機在運轉(zhuǎn)時人工清理煤泥存在很大安全隱患，無法保證安全施工要求。對此，綜采一隊通過技術(shù)研究，設(shè)計了一套風(fēng)動清煤機。

2 風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)組成

（1）風(fēng)動清煤機主要由清煤鏟板、傳動軸、清煤耙手、風(fēng)盤、調(diào)節(jié)千斤、連接桿、托煤板、擋煤板、升降千斤、底板、托板、移動輪等部分組成，如圖1所示。

圖1 礦用采掘工作面風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)平面示意圖

（2）清煤鏟板主要由10mm鋼板焊制而成，鏟板尺寸為長×寬=1.5×1.2m，在鏟板中部安裝兩個星型清煤耙手，耙手與鏟板之間采用轉(zhuǎn)動軸進行連接，耙手間距為1.0m。

（3）清煤耙手上轉(zhuǎn)動軸采用兩根鏈接桿與錐齒輪進行連接，錐齒輪采用傳動軸與風(fēng)盤進行連接。風(fēng)盤主要采用靜壓風(fēng)作為動力，通過壓風(fēng)進行轉(zhuǎn)動從而帶動清煤耙手順時針轉(zhuǎn)動。

（4）底板主要由厚度為6mm鋼板焊制而成，底板與清煤鏟板規(guī)格相同，在鏟板與底板之間安裝兩個調(diào)節(jié)千斤，主要用于鏟板開啟后角度調(diào)節(jié)。在底板上安裝一個托煤板，托煤板與底板之間采用升降千斤進行連接。

（5）在升降千斤頂端安裝卸煤把手，通過卸煤把手與卸煤裝置聯(lián)合作用可實現(xiàn)對托煤板內(nèi)煤泥進行倒卸，如圖2所示。在底板下方安裝四個移動輪，主要用于清煤機移動。

圖2 礦用采掘工作面風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)剖面示意圖

2.2 風(fēng)動清煤機工作原理

（1）首先將風(fēng)動清煤機通過移動輪推至需要清理的采掘工作面或巷道，然后通過清煤鏟板下的調(diào)節(jié)千斤將清煤鏟板調(diào)整至合適的角度（調(diào)節(jié)范圍在30°）。

（2）清煤鏟板角度調(diào)節(jié)完成后，采用一根直徑為20mm軟管將風(fēng)盤與巷道內(nèi)靜壓風(fēng)管進行連接，開啟風(fēng)盤上風(fēng)量控制開關(guān)，利用風(fēng)盤內(nèi)旋轉(zhuǎn)器帶動傳動軸轉(zhuǎn)動。

（3）傳動軸轉(zhuǎn)動后帶動清煤鏟板下方的二級傳動錐形齒輪，錐齒輪轉(zhuǎn)動后通過連接桿分別帶動兩個清煤耙手進行順時針轉(zhuǎn)動，從而將煤泥通過清煤鏟板輸送至托煤板上。

（4）通過托煤板上的升降千斤，把托煤板升至運輸皮帶上方合適高度，最后搬動托煤板與千斤頂板相連的鏈接卡扣，經(jīng)卸煤裝置將托煤板上的煤及煤泥倒入輸送帶內(nèi)。

3 風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點及實際應(yīng)用效果分析

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點

3.1.1 優(yōu)點

（1）成本費用低。風(fēng)動清煤機結(jié)構(gòu)相對簡單，整套成本費用為1.22萬元，成本費用相對較低，而且該裝置便于操作維護，故障率低，降低了裝置維修費用。

（2）自動化水平高。該裝置以靜壓風(fēng)作為驅(qū)動動力，通過清煤耙手直接將煤泥輸送至托煤板，全程無需專人對煤泥進行清理，自動化水平高。

（3）降低了勞動成本費用。傳統(tǒng)的清煤方式是人工鐵鍬清理，平均一個班需要5名工人進行一個班的時間清理，在皮帶開啟時還不能進行清理作業(yè)，而使用該裝置一個人就能完成，并且開啟皮帶過程也能進行作業(yè)，不僅降低了勞動作業(yè)強度，而且該裝置清理煤泥效率高。

（4）安全性高。傳統(tǒng)清煤方式在下幫清煤時，因機械設(shè)備多，地方狹小，人工清理時在輸送機開啟狀態(tài)下很容易發(fā)生事故，而采用該裝置進行清理時施工人員無需進入清理地點，提高施工安全作業(yè)系數(shù)。

（5）實用性強。風(fēng)動清煤機可用于不同復(fù)雜地質(zhì)條件下采掘工作面、硐室、巷道內(nèi)，受施工條件、地質(zhì)條件影響小，而且該裝置可用于其他領(lǐng)域如隧道、橋梁、建筑等，實用性強，應(yīng)用區(qū)域廣。

3.1.2 缺點

（1）該裝置以靜壓風(fēng)作為動力，通過實際應(yīng)用觀察發(fā)現(xiàn)，風(fēng)壓不得低于5MPa，但在實際中由于受采掘工作面施工影響，采區(qū)風(fēng)壓經(jīng)常出現(xiàn)不足現(xiàn)象，影響裝置正常使用。

（2）受煤泥影響二級錐形齒輪經(jīng)常出現(xiàn)卡塞、磨損現(xiàn)象，需定期進行清理、更換，加大了裝置成本費用。

3.2 實際應(yīng)用效果分析

8311工作面回采至470m處時采用風(fēng)動清煤機對2311巷進行煤泥清理，截至2018年11月25日，8311工作面已回采至620m。通過對2311巷煤泥清理效果觀察發(fā)現(xiàn)，風(fēng)動清煤機清理煤泥效果好，清理后煤泥平均厚度低于0.10m，單位時間平均清理煤泥量4m3/h，每班可清理煤泥量達15m3。而且在煤泥清理過程中僅需一人操作即可，與傳統(tǒng)人工清理煤泥相比可節(jié)約勞動成本費用達1200元/班。

4 結(jié)束語

大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司綜采一隊研究設(shè)計的風(fēng)動清煤機，從實際應(yīng)用效果來看，該裝置便于操作，移動方便，清煤效果好，降低了勞動作業(yè)強度，保證了煤泥清理施工安全。在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，再進一步改進供風(fēng)系統(tǒng)，穩(wěn)定風(fēng)壓，保證供風(fēng)質(zhì)量，優(yōu)化完善清煤機傳動裝置，減少故障時間，風(fēng)動清煤機不失為一有效的實用裝置。