立井箕斗計量裝載設(shè)備改進(jìn)設(shè)計制造

張治中

摘 要 通過對葛泉礦井下使用條件考察及對各種防腐耐磨材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性使用，對葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備的材料、結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高了設(shè)備使用壽命、計量精度，實(shí)現(xiàn)了自動化操作。

關(guān)鍵詞 箕斗計量；耐磨；防腐蝕；自動化

中圖分類號：TD531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗計量裝載設(shè)備簡稱箕斗裝載設(shè)備，其處于采煤流程的尾端設(shè)備，定量記錄采煤梁并通過提升工具將皮帶機(jī)運(yùn)輸過來的煤提到井上。采煤過程中立井箕斗計量裝載設(shè)備使用比較頻繁，提升作業(yè)過程中有一定的危險性。

1 概況

立井箕斗計量裝載設(shè)備屬于計量設(shè)備，對產(chǎn)出煤進(jìn)行噸位計量記錄，保證箕斗每次提升煤過程中不會超載。葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備存在計量不準(zhǔn)確、設(shè)備內(nèi)部高度腐蝕與磨損、運(yùn)行過程控制不便、附屬設(shè)備維修頻繁等諸多問題。

2 設(shè)備作業(yè)問題分析與解決

2.1 設(shè)備計量記錄

箕斗裝載設(shè)備計量不準(zhǔn)確的根本原因是設(shè)備在豎直方向不僅受到重力與計量泵的支撐力，而且還受到其他支撐點(diǎn)的力在該方向的分力。在礦上使用箕斗裝載設(shè)備過程有如下因素直接影響計量的準(zhǔn)確性：1）箕斗裝載設(shè)備填煤后整體重心未在計量泵豎直線上；2）箕斗裝載設(shè)備與膠帶輸送機(jī)通過彈簧板連接，設(shè)備填煤后下沉過程中無可避免的受到膠帶輸送機(jī)向上的額外拉力。

在箕斗裝載設(shè)備兩端安裝滑輪，再將滑輪固定在導(dǎo)軌上只允許滑輪沿著導(dǎo)軌在豎直方向滑動，這樣當(dāng)箕斗裝載設(shè)備裝填煤塊時期重力完全作用在計量泵上。左右兩端的滑輪對箕斗裝載設(shè)備作用力垂直于豎直方向，而在豎直方向只產(chǎn)生可忽略不計的摩擦力，因此滑輪對其不僅有防倒作用而且還避免了計量時的干擾。采用上述方案后，箕斗裝載設(shè)備計量時允許自身重心不在計量泵的豎直線上，因?yàn)槠鋬啥说幕喣軌蚱胶庖驗(yàn)橹匦牟辉谥c(diǎn)豎直線上時產(chǎn)生的扭矩，而且不會再豎直方向產(chǎn)生力的分量，如圖1所示。

以計量泵與箕斗裝載設(shè)備接觸點(diǎn)為原點(diǎn)O，在X軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為Lf1右滑輪為Lf2，已知滿載時箕斗裝載設(shè)備的總重力為G，在Y軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為L2右滑輪為L2，X軸方向重心距O點(diǎn)的距離為L1，設(shè)左滑輪與右滑輪作用力的大小分別為F1和F2，計量泵對箕斗裝載設(shè)備在X方向的分力為FM豎直方向的分力為FN，當(dāng)FN=G時計量泵的計量精度為1。設(shè)在X方向分力力沿X軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號，在Y軸方向分力沿Y軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號。

2.2 設(shè)備的使用壽命

有的煤礦生產(chǎn)沒的含硫量偏高，如葛泉礦生產(chǎn)的5#煤與9#煤含硫量比較高使得井下水體顯酸性，這會大大加劇水對普通鋼板的腐蝕。因此箕斗裝載設(shè)備內(nèi)部加設(shè)一定厚度的321#不銹鋼板做內(nèi)襯，蓋型號不銹鋼板主要材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蝕及耐磨型，經(jīng)過集體強(qiáng)化后的箕斗裝載設(shè)備抗拉抗玩抗扭抗疲勞強(qiáng)度均有大幅度提升，調(diào)高承受長時間高頻率的落煤拍打撞擊能力。

2.3 設(shè)備自動化方案

煤礦作業(yè)環(huán)境惡劣并有一定的危險性，煤礦設(shè)備的自動化能有效改善職工的作業(yè)環(huán)境提高工作效率，并能使職工遠(yuǎn)離危險工作面。

立井箕斗計量裝載設(shè)備的扇形閘門通過氣缸控制，扇形閘門兩側(cè)安裝有電磁傳感器，箕斗裝載設(shè)備底端的計量泵安裝有壓電傳感器，氣缸管路上連接有電磁控制閥。可編程邏輯控制器PLC控制氣缸管路上的電磁控制閥，進(jìn)而控制扇形閘門的開啟與關(guān)閉。

2.4 設(shè)備氣源故障

箕斗裝載設(shè)備的氣缸動力來自于空壓機(jī)的高壓氣源，設(shè)備使用過程中，氣缸及空壓機(jī)密封件磨損快，空壓機(jī)提供的氣壓不足。

箕斗裝載設(shè)備的氣源故障主要原因是高壓空氣含有過量的顆粒。氣體動力系統(tǒng)要求高壓空氣干凈無雜質(zhì)，在系統(tǒng)的入口和管路中均安裝有空氣濾芯，一般新安裝的空氣濾芯能夠保證高壓氣體的固體顆粒含量在要求的范圍內(nèi)。箕斗裝載設(shè)備工作過程中會產(chǎn)生粉塵顆粒，很容易導(dǎo)致空氣濾芯的早期失效。水除塵裝置依靠過濾氣體與水體的充分接觸利用水滴對固體顆粒的慣性撞擊及表面吸附的作用能有效將煤粉顆粒從空氣重分離出來。

3 箕斗裝載設(shè)備改進(jìn)效果

經(jīng)過改造后的立井箕斗計量裝載設(shè)備能夠準(zhǔn)確計量沒量，自身抗腐蝕抗磨損能力大幅度增強(qiáng)，提高了設(shè)備本身的使用壽命。箕斗裝載設(shè)備的自動化運(yùn)行有效降低了勞動力成本。

4 結(jié)束語

因箕斗裝載設(shè)備工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，所以容易存在未知的運(yùn)行問題，在今后的使用過程中還需要對設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的工作記錄試驗(yàn)和摸索。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玉成.綜合自動化無人工作面開采薄煤層[J].礦業(yè)快報，2004（3）：33-34.

[2]張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[3]徐永忻.煤礦開采學(xué)（第三版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.endprint

摘 要 通過對葛泉礦井下使用條件考察及對各種防腐耐磨材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性使用，對葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備的材料、結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高了設(shè)備使用壽命、計量精度，實(shí)現(xiàn)了自動化操作。

關(guān)鍵詞 箕斗計量；耐磨；防腐蝕；自動化

中圖分類號：TD531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗計量裝載設(shè)備簡稱箕斗裝載設(shè)備，其處于采煤流程的尾端設(shè)備，定量記錄采煤梁并通過提升工具將皮帶機(jī)運(yùn)輸過來的煤提到井上。采煤過程中立井箕斗計量裝載設(shè)備使用比較頻繁，提升作業(yè)過程中有一定的危險性。

1 概況

立井箕斗計量裝載設(shè)備屬于計量設(shè)備，對產(chǎn)出煤進(jìn)行噸位計量記錄，保證箕斗每次提升煤過程中不會超載。葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備存在計量不準(zhǔn)確、設(shè)備內(nèi)部高度腐蝕與磨損、運(yùn)行過程控制不便、附屬設(shè)備維修頻繁等諸多問題。

2 設(shè)備作業(yè)問題分析與解決

2.1 設(shè)備計量記錄

箕斗裝載設(shè)備計量不準(zhǔn)確的根本原因是設(shè)備在豎直方向不僅受到重力與計量泵的支撐力，而且還受到其他支撐點(diǎn)的力在該方向的分力。在礦上使用箕斗裝載設(shè)備過程有如下因素直接影響計量的準(zhǔn)確性：1）箕斗裝載設(shè)備填煤后整體重心未在計量泵豎直線上；2）箕斗裝載設(shè)備與膠帶輸送機(jī)通過彈簧板連接，設(shè)備填煤后下沉過程中無可避免的受到膠帶輸送機(jī)向上的額外拉力。

在箕斗裝載設(shè)備兩端安裝滑輪，再將滑輪固定在導(dǎo)軌上只允許滑輪沿著導(dǎo)軌在豎直方向滑動，這樣當(dāng)箕斗裝載設(shè)備裝填煤塊時期重力完全作用在計量泵上。左右兩端的滑輪對箕斗裝載設(shè)備作用力垂直于豎直方向，而在豎直方向只產(chǎn)生可忽略不計的摩擦力，因此滑輪對其不僅有防倒作用而且還避免了計量時的干擾。采用上述方案后，箕斗裝載設(shè)備計量時允許自身重心不在計量泵的豎直線上，因?yàn)槠鋬啥说幕喣軌蚱胶庖驗(yàn)橹匦牟辉谥c(diǎn)豎直線上時產(chǎn)生的扭矩，而且不會再豎直方向產(chǎn)生力的分量，如圖1所示。

以計量泵與箕斗裝載設(shè)備接觸點(diǎn)為原點(diǎn)O，在X軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為Lf1右滑輪為Lf2，已知滿載時箕斗裝載設(shè)備的總重力為G，在Y軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為L2右滑輪為L2，X軸方向重心距O點(diǎn)的距離為L1，設(shè)左滑輪與右滑輪作用力的大小分別為F1和F2，計量泵對箕斗裝載設(shè)備在X方向的分力為FM豎直方向的分力為FN，當(dāng)FN=G時計量泵的計量精度為1。設(shè)在X方向分力力沿X軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號，在Y軸方向分力沿Y軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號。

2.2 設(shè)備的使用壽命

有的煤礦生產(chǎn)沒的含硫量偏高，如葛泉礦生產(chǎn)的5#煤與9#煤含硫量比較高使得井下水體顯酸性，這會大大加劇水對普通鋼板的腐蝕。因此箕斗裝載設(shè)備內(nèi)部加設(shè)一定厚度的321#不銹鋼板做內(nèi)襯，蓋型號不銹鋼板主要材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蝕及耐磨型，經(jīng)過集體強(qiáng)化后的箕斗裝載設(shè)備抗拉抗玩抗扭抗疲勞強(qiáng)度均有大幅度提升，調(diào)高承受長時間高頻率的落煤拍打撞擊能力。

2.3 設(shè)備自動化方案

煤礦作業(yè)環(huán)境惡劣并有一定的危險性，煤礦設(shè)備的自動化能有效改善職工的作業(yè)環(huán)境提高工作效率，并能使職工遠(yuǎn)離危險工作面。

立井箕斗計量裝載設(shè)備的扇形閘門通過氣缸控制，扇形閘門兩側(cè)安裝有電磁傳感器，箕斗裝載設(shè)備底端的計量泵安裝有壓電傳感器，氣缸管路上連接有電磁控制閥。可編程邏輯控制器PLC控制氣缸管路上的電磁控制閥，進(jìn)而控制扇形閘門的開啟與關(guān)閉。

2.4 設(shè)備氣源故障

箕斗裝載設(shè)備的氣缸動力來自于空壓機(jī)的高壓氣源，設(shè)備使用過程中，氣缸及空壓機(jī)密封件磨損快，空壓機(jī)提供的氣壓不足。

箕斗裝載設(shè)備的氣源故障主要原因是高壓空氣含有過量的顆粒。氣體動力系統(tǒng)要求高壓空氣干凈無雜質(zhì)，在系統(tǒng)的入口和管路中均安裝有空氣濾芯，一般新安裝的空氣濾芯能夠保證高壓氣體的固體顆粒含量在要求的范圍內(nèi)。箕斗裝載設(shè)備工作過程中會產(chǎn)生粉塵顆粒，很容易導(dǎo)致空氣濾芯的早期失效。水除塵裝置依靠過濾氣體與水體的充分接觸利用水滴對固體顆粒的慣性撞擊及表面吸附的作用能有效將煤粉顆粒從空氣重分離出來。

3 箕斗裝載設(shè)備改進(jìn)效果

經(jīng)過改造后的立井箕斗計量裝載設(shè)備能夠準(zhǔn)確計量沒量，自身抗腐蝕抗磨損能力大幅度增強(qiáng)，提高了設(shè)備本身的使用壽命。箕斗裝載設(shè)備的自動化運(yùn)行有效降低了勞動力成本。

4 結(jié)束語

因箕斗裝載設(shè)備工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，所以容易存在未知的運(yùn)行問題，在今后的使用過程中還需要對設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的工作記錄試驗(yàn)和摸索。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玉成.綜合自動化無人工作面開采薄煤層[J].礦業(yè)快報，2004（3）：33-34.

[2]張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[3]徐永忻.煤礦開采學(xué)（第三版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.endprint

摘 要 通過對葛泉礦井下使用條件考察及對各種防腐耐磨材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性使用，對葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備的材料、結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高了設(shè)備使用壽命、計量精度，實(shí)現(xiàn)了自動化操作。

關(guān)鍵詞 箕斗計量；耐磨；防腐蝕；自動化

中圖分類號：TD531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗計量裝載設(shè)備簡稱箕斗裝載設(shè)備，其處于采煤流程的尾端設(shè)備，定量記錄采煤梁并通過提升工具將皮帶機(jī)運(yùn)輸過來的煤提到井上。采煤過程中立井箕斗計量裝載設(shè)備使用比較頻繁，提升作業(yè)過程中有一定的危險性。

1 概況

立井箕斗計量裝載設(shè)備屬于計量設(shè)備，對產(chǎn)出煤進(jìn)行噸位計量記錄，保證箕斗每次提升煤過程中不會超載。葛泉礦立井箕斗計量裝載設(shè)備存在計量不準(zhǔn)確、設(shè)備內(nèi)部高度腐蝕與磨損、運(yùn)行過程控制不便、附屬設(shè)備維修頻繁等諸多問題。

2 設(shè)備作業(yè)問題分析與解決

2.1 設(shè)備計量記錄

箕斗裝載設(shè)備計量不準(zhǔn)確的根本原因是設(shè)備在豎直方向不僅受到重力與計量泵的支撐力，而且還受到其他支撐點(diǎn)的力在該方向的分力。在礦上使用箕斗裝載設(shè)備過程有如下因素直接影響計量的準(zhǔn)確性：1）箕斗裝載設(shè)備填煤后整體重心未在計量泵豎直線上；2）箕斗裝載設(shè)備與膠帶輸送機(jī)通過彈簧板連接，設(shè)備填煤后下沉過程中無可避免的受到膠帶輸送機(jī)向上的額外拉力。

在箕斗裝載設(shè)備兩端安裝滑輪，再將滑輪固定在導(dǎo)軌上只允許滑輪沿著導(dǎo)軌在豎直方向滑動，這樣當(dāng)箕斗裝載設(shè)備裝填煤塊時期重力完全作用在計量泵上。左右兩端的滑輪對箕斗裝載設(shè)備作用力垂直于豎直方向，而在豎直方向只產(chǎn)生可忽略不計的摩擦力，因此滑輪對其不僅有防倒作用而且還避免了計量時的干擾。采用上述方案后，箕斗裝載設(shè)備計量時允許自身重心不在計量泵的豎直線上，因?yàn)槠鋬啥说幕喣軌蚱胶庖驗(yàn)橹匦牟辉谥c(diǎn)豎直線上時產(chǎn)生的扭矩，而且不會再豎直方向產(chǎn)生力的分量，如圖1所示。

以計量泵與箕斗裝載設(shè)備接觸點(diǎn)為原點(diǎn)O，在X軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為Lf1右滑輪為Lf2，已知滿載時箕斗裝載設(shè)備的總重力為G，在Y軸方向左滑輪距O點(diǎn)的距離為L2右滑輪為L2，X軸方向重心距O點(diǎn)的距離為L1，設(shè)左滑輪與右滑輪作用力的大小分別為F1和F2，計量泵對箕斗裝載設(shè)備在X方向的分力為FM豎直方向的分力為FN，當(dāng)FN=G時計量泵的計量精度為1。設(shè)在X方向分力力沿X軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號，在Y軸方向分力沿Y軸正向?yàn)檎栘?fù)向?yàn)樨?fù)號。

2.2 設(shè)備的使用壽命

有的煤礦生產(chǎn)沒的含硫量偏高，如葛泉礦生產(chǎn)的5#煤與9#煤含硫量比較高使得井下水體顯酸性，這會大大加劇水對普通鋼板的腐蝕。因此箕斗裝載設(shè)備內(nèi)部加設(shè)一定厚度的321#不銹鋼板做內(nèi)襯，蓋型號不銹鋼板主要材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蝕及耐磨型，經(jīng)過集體強(qiáng)化后的箕斗裝載設(shè)備抗拉抗玩抗扭抗疲勞強(qiáng)度均有大幅度提升，調(diào)高承受長時間高頻率的落煤拍打撞擊能力。

2.3 設(shè)備自動化方案

煤礦作業(yè)環(huán)境惡劣并有一定的危險性，煤礦設(shè)備的自動化能有效改善職工的作業(yè)環(huán)境提高工作效率，并能使職工遠(yuǎn)離危險工作面。

立井箕斗計量裝載設(shè)備的扇形閘門通過氣缸控制，扇形閘門兩側(cè)安裝有電磁傳感器，箕斗裝載設(shè)備底端的計量泵安裝有壓電傳感器，氣缸管路上連接有電磁控制閥。可編程邏輯控制器PLC控制氣缸管路上的電磁控制閥，進(jìn)而控制扇形閘門的開啟與關(guān)閉。

2.4 設(shè)備氣源故障

箕斗裝載設(shè)備的氣缸動力來自于空壓機(jī)的高壓氣源，設(shè)備使用過程中，氣缸及空壓機(jī)密封件磨損快，空壓機(jī)提供的氣壓不足。

箕斗裝載設(shè)備的氣源故障主要原因是高壓空氣含有過量的顆粒。氣體動力系統(tǒng)要求高壓空氣干凈無雜質(zhì)，在系統(tǒng)的入口和管路中均安裝有空氣濾芯，一般新安裝的空氣濾芯能夠保證高壓氣體的固體顆粒含量在要求的范圍內(nèi)。箕斗裝載設(shè)備工作過程中會產(chǎn)生粉塵顆粒，很容易導(dǎo)致空氣濾芯的早期失效。水除塵裝置依靠過濾氣體與水體的充分接觸利用水滴對固體顆粒的慣性撞擊及表面吸附的作用能有效將煤粉顆粒從空氣重分離出來。

3 箕斗裝載設(shè)備改進(jìn)效果

經(jīng)過改造后的立井箕斗計量裝載設(shè)備能夠準(zhǔn)確計量沒量，自身抗腐蝕抗磨損能力大幅度增強(qiáng)，提高了設(shè)備本身的使用壽命。箕斗裝載設(shè)備的自動化運(yùn)行有效降低了勞動力成本。

4 結(jié)束語

因箕斗裝載設(shè)備工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，所以容易存在未知的運(yùn)行問題，在今后的使用過程中還需要對設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的工作記錄試驗(yàn)和摸索。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玉成.綜合自動化無人工作面開采薄煤層[J].礦業(yè)快報，2004（3）：33-34.

[2]張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[3]徐永忻.煤礦開采學(xué)（第三版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.endprint