濾煤翻卡裝置在采煤工作面的研制與應(yīng)用

高寶安 高家旺 馬 濤

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277319）

1 概 況

棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司地質(zhì)條件是國內(nèi)煤礦開采中極少見的，“三軟”煤層，粉狀，煤層平均傾角：≤30°。綜采工作面三機(jī)配套，選用ZPY4800/14/28QS 液壓支架，MG170/410-WD 型雙滾筒采煤機(jī)，SGZ630/264 刮板輸送機(jī)。

工作面受地質(zhì)因素影響，俯斜開采，材料道地質(zhì)標(biāo)高高于運(yùn)輸巷標(biāo)高，由于頂板賦存裂隙水，生產(chǎn)期間，老塘頂板垮落后，裂隙水從老塘側(cè)溢出流入人行道，順著人行道流向機(jī)頭方向，水流沖帶著大量煤渣源源不斷地涌入運(yùn)輸巷水溝和潛水泵周圍，煤渣清挖稍有不及時(shí)就會堵塞潛水泵護(hù)罩，造成工作面順槽溜子運(yùn)輸原煤含水量大，轉(zhuǎn)載皮帶上山運(yùn)輸期間大量的含水原煤從皮帶上滑落至機(jī)尾，造成機(jī)尾“淤死”，嚴(yán)重時(shí)甚至將底皮帶淤埋10多米遠(yuǎn)，大量的含水淤煤只有等待工作面運(yùn)輸干煤后混裝一起才能運(yùn)走，嚴(yán)重地制約著工作面的安全生產(chǎn)。經(jīng)過數(shù)日觀察、分析，自制加工出一種濾煤翻卡裝置，投入使用后，達(dá)到了理想的效果，被一線職工親切稱為“機(jī)器人”。

2 工作面地質(zhì)條件

2北301 工作面傾向長度50～138 m，平均94 m，傾角平均為30°，煤層厚度平均4.4 m，以黑色亮煤、鏡煤為主，煤層有滑面，顯魚鱗薄片狀；工作面局部受火成巖侵蝕?，F(xiàn)開采一分層，俯采，采高2.2 m，工作面采空區(qū)采用全部垮落法管理頂板。工作面水文情況簡單，主要受上覆砂巖含水層影響，在推采過程中，采空區(qū)頂板垮落，頂板裂隙水從38#～43#架老塘側(cè)滲出，最大涌水量達(dá)8 m3/h，涌水沿人行道流淌到運(yùn)輸巷溜子尾，而且?guī)в写罅康拿涸咳搿９试诹镒游蚕蛲? m 處安裝1 臺BQS30-80-18.5/N潛水排沙電泵，敷設(shè)Φ108 mm 高壓膠管到北翼采區(qū)外環(huán)水倉，每班安排1 人專門負(fù)責(zé)排水和清挖水溝、潛水泵周圍的淤煤工作。由于疏放水溝長度較短，在水溝中又用錨網(wǎng)和塑料網(wǎng)設(shè)置了二級過濾。生產(chǎn)期間，清淤人員要長時(shí)間站在水溝里不停地用鏟子清挖淤煤，稍有空閑水溝里淤煤就會堵塞潛水泵葉輪，造成潛水泵不能正常排水，水位很快就會淹沒溜子尾。當(dāng)工作面出煤時(shí)，原煤被水浸泡。為了控制順槽溜子和原煤少帶水，工作面溜子只有點(diǎn)動啟動，將原煤堆積在順槽溜子尾部（堆積量不能多，多了工作面溜子就會“喝回頭煤”），再聯(lián)系啟動順槽溜子，以此類推，運(yùn)輸過程中造成工作面溜子、順槽溜子、順槽皮帶頻繁的帶載啟動，浪費(fèi)電能，損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)。

3 濾煤翻卡裝置的設(shè)計(jì)

（1）順槽巷道水溝及支護(hù)結(jié)構(gòu)

2北301 下順槽巷道寬度3.4 m，高2.8 m，單體支柱配合1.2 m 鉸接頂梁平行巷道支設(shè)，30 m 內(nèi)支設(shè)三排，30 m 以外支設(shè)兩排，柱距1.2 m。因頂板傾角較大，上部肩窩必須使用方木在超前棚上打木垛護(hù)頂。下幫寬度0.8 m，設(shè)臨時(shí)水溝，寬0.6 m，深0.6 m，全煤。

（2）濾煤翻卡裝置結(jié)構(gòu)

① 根據(jù)工作面支架壓力、單體支柱間距、水溝寬度和深度，濾煤斗選用63 mm×35 mm×800 mm伸縮式液壓缸，外形尺寸800 mm×500 mm×500 mm，自制加工翻卡滑道、導(dǎo)向輪，選用FHS125/31.5型單片閥、Φ10 m×15 m/35 MPa 高壓膠管、Φ10 mm 高壓直通、Φ12.5-6×19 鋼絲繩10 m 及繩卡4 個(gè)。

② 選用L75×6 mm 角鐵800 mm×500 mm 加工濾煤斗U 型框架，選用50 mm×8 mm 帶鐵作為框架橫撐，選用Φ50 mm×800 mm 圓鋼作滑道，在兩個(gè)滑道起點(diǎn)前各焊1 個(gè)加強(qiáng)筋，選用3 根退役的錨索鉆桿捆綁式焊接在一起，在其兩端焊接自制加工的滑輪，選用退役的阻燃皮帶內(nèi)側(cè)濾網(wǎng)，選用4 mm×360 mm葫蘆鏈卡在濾煤斗的一側(cè)作為閉鎖，選用2 mm×2 mm 菱形塑料網(wǎng)作外側(cè)濾網(wǎng)，如圖1。

圖1 U 型濾煤斗

（3）翻卡裝置附件

選用δ10 鋼板240 mm×160 mm 的 1 塊，選用50 mm×8 mm 帶鐵加工單片閥固定架，固定架背面焊接與單體活柱連接的卡纜；選用δ16 鋼板340 mm×180 mm 加工單體支柱底座，在鋼板的一端焊接Φ120 mm×20 mmO 型圈，便于放置單體支柱，在鋼板的另一端焊接U 型口，安裝固定伸縮式液壓缸的底部，選用Φ75 mm、Φ125 mm 鋼管加工液壓缸與支柱固定的連體卡纜。

（4）連接及使用

① 清挖水溝長度10 m，將潛水泵放到水溝的末端，一是便于潛水泵和翻卡裝置安裝及使用操作，二是延長水溝離開工作面溜子頭，降低積水高度，避免積水流淌到刮板機(jī)尾侵濕原煤，再將濾煤翻卡裝置放在潛水泵的前邊過濾浮煤。

② 在運(yùn)輸巷人行道支護(hù)的空間中，專門支設(shè)1棵支柱將液壓缸的底座壓住，在液壓缸與單體支柱的中間位置用連體卡纜分別固定，將單片閥固定在旁邊的單體活柱上，高度1.3 m 便于操作。

③ 用2 根Φ10 mm×15 m 高壓膠管分別從端頭支架高壓閥和回液管連接到單片閥進(jìn)液端，用2根Φ10 mm×5 m 高壓膠管分別從單片閥的出液端連接到伸縮式液壓缸進(jìn)、出端。

④ 在翻卡裝置和伸縮式液壓缸的正上方錨網(wǎng)上各掛1 個(gè)導(dǎo)向輪，用3 分鋼絲繩從2 個(gè)導(dǎo)向輪中穿過，鋼絲繩一端與翻卡裝置橫桿固定鼻用繩卡固定，鋼絲繩的另一端與伸縮式液壓缸孔用繩卡固定，翻卡裝置與液壓缸的鋼絲繩應(yīng)保持適當(dāng)受力，確保翻卡裝置不留余繩。在放置翻卡裝置側(cè)面的兩棵支柱間固定1 根Φ20 mm 螺紋連鎖拉桿，用于翻卡裝置的支點(diǎn)。

⑤ 操作單片閥柄將伸縮式液壓缸伸出800 mm，濾煤裝置放在潛水泵前面水溝里，啟動潛水泵排水。水流經(jīng)過濾煤斗的過濾，很快將水溝里的積水排出，溢煤被阻擋在濾煤斗里。待溢煤積滿后，看護(hù)人員操作單片閥柄，伸縮式液壓缸縮回，濾煤裝置被提起，液壓缸達(dá)到600 mm 時(shí)，濾煤裝置已超過翻卡裝置的支點(diǎn)，將操作閥手柄回到零位，伸縮缸停止，看護(hù)人員拉動濾煤裝置的閉鎖鏈，濾煤裝置從水平位置側(cè)翻120°，濾煤斗里的溢煤一部分翻卡在刮板機(jī)中，一部分沉積在濾煤斗底部的夾角里。此時(shí)，操作手柄使液壓缸伸出，濾煤裝置從120°繼續(xù)側(cè)翻160°將溢煤全部卡到運(yùn)輸溜子中，操作手柄使液壓缸縮回，濾煤斗提起超過600 mm時(shí)，操作手柄使液壓缸伸出，將濾煤斗再重新放進(jìn)水溝里，將閉鎖鏈閉鎖，以此類推，如圖2。

圖2 濾煤翻卡裝置結(jié)構(gòu)

4 濾煤自動翻卡裝置改造后的效果

（1）改造后將濾煤裝置放在潛水泵的前面，溢煤隨水流自然流進(jìn)濾煤斗里，積滿后，通過操作閥柄，濾煤即可自動翻卡，取代了人工。

（2）改造后徹底消除了帶式運(yùn)輸機(jī)和刮板機(jī)帶載頻繁啟動的問題，節(jié)省了電耗，減少了機(jī)電設(shè)備沖擊磨損。

（3）改造后消除了皮帶淤煤，節(jié)省了人力。

（4）提高了清挖效率，解放了人力，消除了因煤含水量大對生產(chǎn)的影響，提高了機(jī)電設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)能力，消除了運(yùn)輸系統(tǒng)帶來的安全隱患。

（5）該改造結(jié)構(gòu)上簡單，操作簡便，安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)，投資少，每年可節(jié)省噸煤成本20 余萬元。

5 結(jié) 語

利用綜采支架的伸縮式液壓缸、乳化泵壓力、過濾翻卡裝置，有效地解決了潛水泵被堵的問題，減輕了一線職工的勞動強(qiáng)度，而且還提高了生產(chǎn)效率，保障了安全。