煤礦裝車站給料系統(tǒng)技術(shù)改造

李琳蕓

（山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司王莊煤礦， 山西 長(zhǎng)治 046031）

引言

煤礦裝車站給料系統(tǒng)主要起到從儲(chǔ)料倉內(nèi)持續(xù)定時(shí)將塊狀及顆粒狀煤料輸送至指定裝置的作用，同時(shí)對(duì)煤料進(jìn)行粗篩分。我國(guó)當(dāng)前電磁振動(dòng)給料系統(tǒng)已經(jīng)在各大煤礦推廣應(yīng)用，但是普遍存在設(shè)備體積小、故障率高、噪聲大、給料量有限、運(yùn)行效率低下等問題，物料輸送及給料過程中的振動(dòng)參數(shù)受物料性能影響較大，為此，必須針對(duì)煤礦精煤運(yùn)輸實(shí)際，推進(jìn)給料系統(tǒng)改造和性能優(yōu)化升級(jí)。

1 煤礦裝車站給料系統(tǒng)概述

王莊煤礦裝車站原給料系統(tǒng)是手動(dòng)拉桿系統(tǒng)，且各倉位配備兩套手動(dòng)拉桿和四個(gè)溜槽，裝車開始后先將車皮調(diào)運(yùn)至裝煤倉下，并由操作人員在所對(duì)應(yīng)的煤倉下拉動(dòng)手動(dòng)拉桿，使煤料經(jīng)由溜槽后順利裝進(jìn)車皮中。如此循環(huán)操作，直至煤倉內(nèi)煤料裝車完成。若煤倉內(nèi)煤料因潮濕等原因而存在下煤困難，必須增派一名操作人員搗倉，這種情況下裝滿一個(gè)車皮耗時(shí)約5～8 min[1]。裝車結(jié)束后還要通過機(jī)車牽引至磅房過磅，對(duì)于未達(dá)到或超出裝載要求的情況，還應(yīng)通過抓斗添加或抓出，并由平車器重新平整，最終達(dá)到所要求的給煤量。以上煤礦裝車站給料系統(tǒng)裝車速度緩慢，效率低下，無法達(dá)到煤礦車輛使用時(shí)間要求，并使洗煤生產(chǎn)費(fèi)用大大增加。

王莊煤礦改建及設(shè)備升級(jí)后其裝車站給料系統(tǒng)主要采用的是兗州市量子科技有限公司所生產(chǎn)的GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機(jī)，該型號(hào)給料機(jī)激振器主要由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)給料槽順著傾斜向循環(huán)往復(fù)振動(dòng)，完成給料。當(dāng)給料槽振動(dòng)過程中加速度垂直分量超出重力加速度時(shí)，給料槽內(nèi)煤料被拋起，沿拋物線軌跡跳躍運(yùn)動(dòng)。在激振源持續(xù)不斷激振的過程中，給料槽同時(shí)連續(xù)不斷振動(dòng)，煤料也會(huì)以該狀態(tài)不斷前進(jìn)，完成給煤過程。該給料系統(tǒng)給料槽的固定通過4 個(gè)吊掛鋼絲繩完成，溜槽閘板則由盤式制動(dòng)裝置機(jī)齒輪傳動(dòng)控制。

該煤礦裝車站給料機(jī)按照電機(jī)自同步分離拖動(dòng)設(shè)計(jì)，箱式激振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大大降低運(yùn)行過程中的能耗和噪聲，提升處理能力，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。該型號(hào)甲帶給料機(jī)也能改為變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過無極調(diào)節(jié)給煤過程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制[2]。GLD2000/5.5/S型甲帶給料機(jī)性能參數(shù)具體見表1。

表1 GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機(jī)性能參數(shù)

該煤礦裝車站給料系統(tǒng)中GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機(jī)溜槽為全吊設(shè)計(jì)，因鋼絲繩高負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行、給料口距離皮帶間容易漏煤、溜槽閘板盤式可控裝置易發(fā)生銹蝕，故其運(yùn)行中出現(xiàn)故障的可能性較大。而且，GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機(jī)主要依據(jù)脈沖原理進(jìn)行給料量控制，并通過甲帶給料機(jī)啟動(dòng)次數(shù)的調(diào)整以調(diào)節(jié)給煤速度，故給煤量不穩(wěn)定，調(diào)控難度大。

2 煤礦裝車站給料系統(tǒng)技術(shù)改造措施

2.1 甲帶給料機(jī)吊掛鋼絲網(wǎng)改造

GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機(jī)溜槽為全吊形式設(shè)計(jì)，給料時(shí)因激振器的影響，使鋼絲繩負(fù)荷情況變動(dòng)較大，應(yīng)力集中，吊掛螺絲磨損嚴(yán)重。結(jié)合甲帶給料機(jī)作用原理及現(xiàn)場(chǎng)考察，可以增設(shè)橡膠套，充分利用橡膠材料的高彈性、高抗磨性和高抗震性，以使金屬接觸部位沖擊力及磨損程度有效減輕，延長(zhǎng)吊掛螺絲使用壽命。此外，還應(yīng)將溜槽吊裝形式改為后座式，只需在其運(yùn)行過程中定期檢查橡膠套的磨損情況并及時(shí)更換，從而避免鋼絲繩過度磨損和更換。

甲帶給料機(jī)出料口和皮帶之間存在5 cm 的間距，在給料裝車時(shí)很容易發(fā)生漏料、溢料，頻繁落料十分不利于皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，為此，應(yīng)將1 塊1 cm 厚的舌板增設(shè)在甲帶給料機(jī)出料口與皮帶之間2 cm 處，起到杜絕溢料及引流落料的作用。

2.2 甲帶給料機(jī)與輸送皮帶控制改造

GLD2000/5.5/S 型給料系統(tǒng)采用繼電器- 接觸器電控系統(tǒng)以及集中- 就地聯(lián)合控制方式。集控模式主要采用PLC 邏輯運(yùn)算，且給料機(jī)和皮帶輸送機(jī)之間未設(shè)置電氣連鎖，如遇皮帶機(jī)急停，且給料機(jī)未停的情形，必將造成皮帶壓埋、溢料。為此，應(yīng)當(dāng)從軟硬件角度改造甲帶給料機(jī)和輸送皮帶控制系統(tǒng)：軟件方面應(yīng)修改控制程序，設(shè)置其與皮帶機(jī)之間的電氣連鎖；硬件方面則應(yīng)連接給料機(jī)控制電源和皮帶機(jī)接觸器常開觸點(diǎn)，以形成閉鎖結(jié)構(gòu)。甲帶給料機(jī)給料系統(tǒng)控制程序修改具體如圖1 所示，修改后，給料系統(tǒng)便與皮帶機(jī)形成閉鎖結(jié)構(gòu)[3]。

圖1 給料系統(tǒng)技術(shù)改造后的控制程序

硬件修改后，若皮帶機(jī)運(yùn)行過程停止，則PLC 會(huì)借助軟件邏輯關(guān)系，切斷給料系統(tǒng)輸出繼電器，使甲帶給料機(jī)隨即停機(jī)。上述過程中，接觸器常開觸頭會(huì)自動(dòng)將給料系統(tǒng)控制電源切斷，達(dá)到安全穩(wěn)定停機(jī)的目的。

2.3 甲帶給料機(jī)溜槽液壓閘板控制改進(jìn)

甲帶給料機(jī)制動(dòng)裝置為盤式可控型，并通過人工方式旋轉(zhuǎn)溜槽閘板，再間接通過齒輪傳動(dòng)后開啟閘板，這種制動(dòng)裝置很容易磨損生銹，養(yǎng)護(hù)難度大，機(jī)械故障頻繁，導(dǎo)致給料系統(tǒng)閘板無法正常啟閉，影響正常給料，甚至增大皮帶機(jī)負(fù)荷，不利于相關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行。為此，本研究考慮將原盤式機(jī)械控制結(jié)構(gòu)調(diào)整為液壓油缸閘板控制。具體而言，建議采用額定工作電壓380/660 V 的B2-100L2-4 型油泵電機(jī)，并借助液壓電磁閥門進(jìn)行檔位調(diào)整和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)閘板開度、下泄煤量等的調(diào)控，保證系統(tǒng)穩(wěn)定均勻給料。避免改造前因給煤量過大而使皮帶機(jī)荷載過重、給煤量不足而影響裝車效率等問題的發(fā)生，確保煤礦裝車給料系統(tǒng)性能穩(wěn)定。完成上述改造后，還可以以手動(dòng)方式通過液壓電磁閥控制溜槽閘板啟閉。

3 結(jié)語

在手動(dòng)拉桿裝煤方式下，裝煤效率低下，煤量計(jì)量不準(zhǔn)確，過磅稱重過程存在添加或抓取等繁瑣操作。而煤礦改建及設(shè)備升級(jí)后采用的GLD2000/5.5/S型甲帶給料機(jī)，雖然比原手動(dòng)拉桿裝煤方式先進(jìn)，但仍然面臨鋼絲繩高負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行、給料口距離皮帶間容易漏煤、溜槽閘板盤式可控裝置易發(fā)生銹蝕、給煤量不穩(wěn)定、調(diào)控難度大等問題。煤礦裝車站給料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制采用軟硬件聯(lián)合閉鎖技術(shù)改造優(yōu)化后，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境明顯改善，電控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性提升，閘板控制方式調(diào)整為液壓油缸方式，為煤礦精煤安全外運(yùn)提供了保證，使煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大大提升。