堆煤保護(hù)裝置的改進(jìn)優(yōu)化研究

郭向陽

（沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦，山西 晉城 0480205）

永安煤礦3302 工作面SSJ-1000/200 型帶式輸送機(jī)承擔(dān)著井下煤矸運輸任務(wù)，輸送機(jī)正常運行與否直接影響到3302 工作面采掘隊的正規(guī)循環(huán)作業(yè)。為有效解決輸送機(jī)的機(jī)頭堆煤問題，輸送機(jī)自帶有傳統(tǒng)堆煤保護(hù)裝置，從以往保護(hù)效果可知，傳統(tǒng)堆煤保護(hù)裝置效果不佳，無法有效解決機(jī)頭堆煤問題，堆煤安全事故頻發(fā)，必須進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化[1-6]。

1 工程概況

1.1 概況

永安煤礦位于山西省沁水縣嘉峰鎮(zhèn)永安村，井田面積3.86 km2，地質(zhì)儲量6 412.6 萬t，可采儲量2 554.4 萬t。永安煤礦3302 工作面位于三采區(qū)東翼下部，工作面平均走向長度1125 m，平均傾斜長度182 m，主要開采3#煤層，煤層平均厚度6.14 m，平均傾角2°。

SSJ-1000/200 型帶式輸送機(jī)安裝有傳統(tǒng)GUJ30型堆煤感應(yīng)器。GUJ30 堆煤傳感器由外殼、煤位觸桿、開關(guān)接點、接線端子等部分組成。GUJ30 堆煤傳感器工作原理為機(jī)械開關(guān)式，當(dāng)出現(xiàn)輸送面埋機(jī)頭、滿倉、滿煤漏斗時，煤觸及煤位傳感器的觸頭推動觸桿偏離中心線之間的動作擺角大于15°±3°時，傳感器動作，自動切斷輸送機(jī)電源實現(xiàn)煤位保護(hù)。

1.2 堆煤保護(hù)裝置問題分析

在SSJ-1000/200型帶式輸送機(jī)運輸煤矸物料時，當(dāng)接煤處發(fā)生堆煤問題后，GUJ30 型堆煤感應(yīng)器應(yīng)用效果不佳。該堆煤感應(yīng)器煤位觸矸部件被上層輸送機(jī)落下的煤矸物料多次直接掩埋在煤堆當(dāng)中，使得堆煤感應(yīng)器無法正常工作。當(dāng)堆煤感應(yīng)器無法處理堆煤問題后，輸送機(jī)負(fù)荷大幅度增加，輸送機(jī)運行失穩(wěn)及發(fā)生跑偏現(xiàn)象，同時還發(fā)生輸送機(jī)電機(jī)燒毀事故。堆煤安全事故已成為影響永安煤礦井下工作面高產(chǎn)高效安全開采的攔路虎，必須進(jìn)行解決。永安煤礦在傳統(tǒng)堆煤保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，通過設(shè)計一種新的觸發(fā)裝置，來提高堆煤保護(hù)裝置的保護(hù)效果，進(jìn)而有效解決輸送機(jī)堆煤問題，有效保障工作面運輸系統(tǒng)的運行效率。

“把社區(qū)命名為‘騰飛’，就是希望大家跟著飛機(jī)一起騰飛，早日過上好日子?！表懰l(xiāng)宣傳委員顏登席說，鄉(xiāng)里擬投資3.17億元啟動70余個建設(shè)項目，把響水鄉(xiāng)打造成一個4A級景區(qū)?！艾F(xiàn)在，不僅是騰飛社區(qū)依托機(jī)場建設(shè)‘騰飛’，整個響水鄉(xiāng)也和畢節(jié)一樣，依托立體交通網(wǎng)絡(luò)在‘騰飛’?！?/p>

2 堆煤保護(hù)裝置的改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計

2.1 改進(jìn)優(yōu)化后堆煤保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)組成

壓塊的上表面設(shè)計為圓弧面，使其與中托輥相適應(yīng)；當(dāng)壓塊對中托輥起支撐作用時，采用相適應(yīng)的圓弧面接觸可降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得壓塊的支撐力不會因過大而被壓壞，提高壓塊的使用壽命。

圖1 一種新型堆煤保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖

從圖1 可知，改進(jìn)優(yōu)化后的新型堆煤保護(hù)裝置主要由托輥支架、中托輥、壓力監(jiān)測裝置、機(jī)架、控制器、導(dǎo)線、邊托輥、掛鉤、彈性裝置、壓塊、壓力傳感器等部件組成。

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2）在下水平輸送機(jī)發(fā)生故障無法正常運行后，上水平運輸機(jī)正常運行導(dǎo)致煤矸物料不斷卸載，進(jìn)而發(fā)生堆煤問題。堆煤問題發(fā)生初期，隨著煤矸物料所受重力從小到大不斷增長，新型堆煤保護(hù)裝置中彈性裝置被不斷拉伸，彈性裝置被拉伸后中托輥的下降高度不斷增大，最終會導(dǎo)致中托輥與壓力監(jiān)測裝置發(fā)生接觸，兩者接觸后中托輥不再下降，壓力監(jiān)測裝置的壓塊對中托輥起支撐作用，此時壓力監(jiān)測裝置可將監(jiān)測到的壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號傳輸給控制器，進(jìn)而處理堆煤問題發(fā)生后的報警信號。

壓塊采用剛性金屬壓塊，在剛性金屬壓塊表面涂覆一層PU 樹脂彈性材料，此時的壓塊具有較高的強度，能有效對中托輥進(jìn)行支撐，同時壓塊表面也具有一定彈性能，有一定的形變，不會被輕易壓壞，在一定程度上還能對中托輥進(jìn)行保護(hù)。

故事最大的特點是情節(jié)性和想象性，張老師能遵循故事的這一特性鼓勵學(xué)生暢談對故事的理解，引導(dǎo)他們大膽猜測故事的情節(jié)。這樣的設(shè)計既能讓學(xué)生進(jìn)入故事的情境場，又易于他們帶著自己構(gòu)思的故事進(jìn)入文本的故事情節(jié)中，邊學(xué)習(xí)邊比照，建構(gòu)屬于自己的故事認(rèn)知。

壓力監(jiān)測裝置由壓塊、壓力傳感器、底座三部分組成，壓塊固定在底座上組成一個整體被安裝在機(jī)架上，在壓塊下方安裝壓力傳感器。壓塊的設(shè)計主要是保護(hù)壓力傳感器不被損壞。

中托輥、邊托輥組成托輥組，中托輥兩端分別連接著邊托輥，進(jìn)而懸掛在托輥支架上；在中托輥下方安裝有壓力監(jiān)測裝置，壓力監(jiān)測裝置通過導(dǎo)線與外側(cè)控制器進(jìn)行連接，通過控制器控制壓力監(jiān)測裝置。

彈性裝置由高壓彈簧鋼制成，托輥、邊托輥、皮帶、煤矸等物體的重力均由彈性裝置承受，同時隨煤矸量的增加其承受力也在增大，此時彈性裝置被拉長，中托輥高度降低。

對以往傳統(tǒng)堆煤保護(hù)裝置煤位觸矸部件容易被上層輸送機(jī)落下的煤矸物料直接掩埋的問題進(jìn)行分析，對堆煤保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，設(shè)計新的觸發(fā)方式，得到一種新型的堆煤保護(hù)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1。

2.2 工作原理

新型堆煤保護(hù)裝置的工作原理如下：

3302 掘進(jìn)工作面采用EBZ-160 懸臂式掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，配套16 m 長的轉(zhuǎn)載機(jī)，采用SSJ-1000/200型帶式輸送機(jī)搭接進(jìn)行運輸。SSJ-1000/200 型輸送機(jī)運距480 m，電機(jī)功率40 kW。新型堆煤保護(hù)裝置設(shè)計完成并生產(chǎn)后，于2022 年5 月在永安煤礦3302 掘進(jìn)工作面進(jìn)行了實踐應(yīng)用。從2022 年5 月至2022 年11 月近半年時間內(nèi)，掘進(jìn)工作面帶式輸送機(jī)系統(tǒng)及新型堆煤保護(hù)裝置整體運行穩(wěn)定正常，沒有發(fā)生任何的誤動作，當(dāng)輸送機(jī)發(fā)生堆煤問題后可快速準(zhǔn)確進(jìn)行報警，自動閉鎖輸送機(jī)電機(jī)，有效防止了人員傷亡和財產(chǎn)損失，新型堆煤保護(hù)裝置在3302 掘進(jìn)工作面的應(yīng)用效果理想。

掛鉤、彈性裝置等部件組成懸掛裝置，通過懸掛裝置可將邊托輥吊掛在托輥支架上；掛鉤上端接托輥支架，下端接彈性裝置；彈性裝置下端連接邊托輥，上端連接彈性裝置。

本研究運用免疫組化的方法檢測HER-2，EGR-1在卵巢癌的表達(dá)情況，后期實驗可以聯(lián)合檢測HER-2，EGR-1在血清中與組織中的表達(dá)，觀察其是否可以成為新的卵巢癌的腫瘤標(biāo)記物，為卵巢癌的早期診斷提供新的方法。

3）當(dāng)控制器監(jiān)測到輸送機(jī)發(fā)生堆煤問題并發(fā)出報警信號后，輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行自動閉鎖，輸送機(jī)停止運行，等待下行輸送機(jī)故障解決并正常運行，處理完堆煤問題后，才能恢復(fù)輸送機(jī)電機(jī)運行。

3 實踐應(yīng)用及效果分析

3.1 應(yīng)用情況

1）在下水平輸送機(jī)正常運行，無堆煤問題發(fā)生時，上水平輸送帶上方煤矸物料量重力較小，此時煤矸等物體的重力較小，彈性裝置被拉伸后中托輥的下降高度不夠，中托輥與壓力監(jiān)測裝置無法接觸，壓力監(jiān)測裝置無法測試煤矸物料重量，經(jīng)控制器對輸送機(jī)運行狀態(tài)判定為正常。

3.2 效果分析

1）裝置準(zhǔn)確率高。壓力監(jiān)測裝置可對煤矸物料重力進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測并及時傳輸?shù)娇刂破?，可有效掌握上方堆煤量的多少，進(jìn)而可準(zhǔn)確判斷是否發(fā)生堆煤問題，裝置監(jiān)測堆煤問題準(zhǔn)確率高。該裝置在3302 掘進(jìn)工作面工況較差環(huán)境使用的效果較好，具有較好的環(huán)境適用性。

2）裝置可實時對堆煤量進(jìn)行監(jiān)測。壓力監(jiān)測裝置能實時對堆煤量進(jìn)行監(jiān)測，通過壓力大小可有效掌握堆煤量，不會因突發(fā)設(shè)備故障導(dǎo)致堆煤問題發(fā)生，有效地保護(hù)了設(shè)備的安全運行。

為了實現(xiàn)共享信息在企業(yè)間快速、準(zhǔn)確的傳遞，各高新技術(shù)企業(yè)應(yīng)該構(gòu)建共同的企業(yè)信息共享平臺，建設(shè)平臺可鏈接各節(jié)點企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫和信息平臺數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動傳輸和處理。同時，也可以創(chuàng)建企業(yè)信息門戶，對內(nèi)部企業(yè)可隨時向企業(yè)內(nèi)部發(fā)布信息，使得查詢和日常業(yè)務(wù)管理更加方便快捷；對外部企業(yè)可以向用戶提供服務(wù)、獲取反饋和宣傳企業(yè)的通道等。

3）裝置自動化程度較高。對比傳統(tǒng)GUJ30 型堆煤感應(yīng)器，該裝置保護(hù)動作靈敏可靠，同時能夠自動閉鎖輸送機(jī)電機(jī)，有效提高工作面主運輸系統(tǒng)的自動化和智能化程度。

1.2.3 健康對照組納入標(biāo)準(zhǔn) （1）年齡20～70歲，（2）最佳矯正視力≥1.0，（3）屈光度≤ ±6D、柱鏡≤±2D，（4）Goldmann壓平眼壓測量值小于21 mm Hg，（5）視乳頭及黃斑區(qū)結(jié)構(gòu)正常（眼底鏡檢查），（6）無眼科疾病史，（8）無眼科手術(shù)史。

3.3 效益分析

新型堆煤保護(hù)裝置在永安煤礦3302 掘進(jìn)工作面SSJ-1000/200 型帶式輸送機(jī)的實踐應(yīng)用具有較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。新型堆煤保護(hù)裝置應(yīng)用后，2022年5 月至2022 年11 月共監(jiān)測到7 起堆煤問題發(fā)生，新型堆煤保護(hù)裝置準(zhǔn)確動作，有效解決了輸送機(jī)機(jī)頭堆煤問題，無一起堆煤安全事故發(fā)生，得到堆煤問題報警信號后可及時對帶式輸送機(jī)故障進(jìn)行快速維修，設(shè)備維修費用對比之前可節(jié)約35 萬元。

4 結(jié)語

帶式輸送機(jī)是煤礦井下主輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，保障其安全穩(wěn)定連續(xù)運行是實現(xiàn)煤礦高效高產(chǎn)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。對永安煤礦3302 掘進(jìn)工作面SSJ-1000/200 型帶式輸送機(jī)原有自帶堆煤保護(hù)裝置效果不佳問題及原因進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了針對性的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計，在采用新的觸發(fā)方式后得到一種新型的堆煤保護(hù)裝置，該裝置在3302 掘進(jìn)工作面進(jìn)行了實踐應(yīng)用。結(jié)果表明：應(yīng)用新型的堆煤保護(hù)裝置后，可以實現(xiàn)輸送帶堆煤量與輸送機(jī)電機(jī)之間自動閉鎖，可有效解決堆煤問題，具有準(zhǔn)確率高、可實時對堆煤量進(jìn)行監(jiān)測、自動化程度較高等優(yōu)點，安全經(jīng)濟(jì)效益顯著。