太原選煤廠螺旋卸煤機的改進與應用

郭年生

(西山煤電股份公司 太原選煤廠，山西　太原　030023)

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·技術經驗·

太原選煤廠螺旋卸煤機的改進與應用

郭年生

(西山煤電股份公司 太原選煤廠，山西太原030023)

摘要太原選煤廠為了解決冬季經常出現的鐵路入廠原煤凍結在車廂內壁不易卸車的問題，對2臺螺旋卸煤機進行了技術改造，在大絞籠螺旋卸煤機構的兩端，設計增加了2個鋼絲刷橫向旋轉清掃裝置，對車廂內壁進行清掃作業，達到有效清除車廂內壁凍煤的目的。通過改造，完善了螺旋卸煤機的功能，對于車廂內壁凍煤的清理，有了更加有效的處理方式，不僅快捷方便，而且節省了人力物力，減輕了卸車壓力，提高了卸煤作業的效率，有較好的推廣應用價值。

關鍵詞螺旋卸煤機；大絞籠螺旋卸煤機構；清掃器；凍煤清理

西山煤電股份公司太原選煤廠共有4臺雙螺旋卸煤機，分別投產于20世紀的七、八十年代，是該廠引進翻車機以前的主要卸車設備。自2008年后，該廠通過技術改造，引進了更為先進和高效的翻車機卸車系統，承擔入廠原煤的主要卸車任務，而原來的4臺螺旋卸煤機僅作為卸車系統的備用和補充設備。

1螺旋卸煤機的現狀及問題的提出

1.1螺旋卸煤機的結構概況

螺旋卸煤機是一種電動卸車機械，由大車行走機構、螺旋提升機構、大絞籠螺旋卸煤機構、小絞籠螺旋卸煤機構和車底清掃機構等部分組成。其中，大車行走機構是控制卸煤機卸煤作業時在導軌上的移動；螺旋提升機構是控制卸煤作業時主要卸煤部件螺旋的上升和下降；大、小絞籠螺旋卸煤機構是通過控制螺旋的旋轉進行卸煤作業的主要部件；車底清掃器是對車底殘煤進行清理的機構。螺旋卸煤機適用于側開門車廂的卸煤作業，其工作原理是利用正反2套螺旋的旋轉對煤產生推力，在推力作業下，煤沿螺旋通道由車廂中間向車廂兩側移動，同時配合操作大車往復移動和螺旋升降，使煤不斷從車廂兩側門卸出，進入下方的受煤坑，最后由清掃器將車底殘煤清掃干凈。螺旋卸煤機示意圖見圖1.

1—大車行走機構　2—機架及平臺　3—螺旋升降機構　4—大絞籠螺旋卸煤機構　5—操作室圖1　改造前的螺旋卸煤機示意圖

1.2現狀及問題

太原選煤廠為中央型選煤廠，主要入選西山煤電杜兒坪礦、西銘礦、白家莊礦等煤礦生產的原煤，由鐵路運輸入廠。自2008年該廠引進了先進的翻車機卸車系統，螺旋卸煤機只作為補充或備用卸煤設備，對某些特殊煤種或車輛進行卸車。但每到冬季，氣溫下降，原煤中多含有水分，鐵路運輸的入廠原煤經常會出現凍結或粘連在車廂內壁的情況，不論使用螺旋卸煤機還是更先進的翻車機卸車系統，都很難卸除掉凍結粘連在車廂內壁的原煤。通過人力手工捅或鏟進行去除，非常難處理，卸車成本很高，而且耽誤時間，給卸煤工作造成了較大的困難。

2問題分析及改進方案

2.1存在的問題分析

螺旋卸煤機的工作原理是通過螺旋旋轉的作用對煤產生推力，使煤料向車廂兩側移動從而完成卸車。對于松散煤料來說，螺旋旋轉產生的推力以及煤料本身具有的流動性可以很容易將車廂內的煤料卸出車外，效率也較高。但對于冬季出現的凍結粘連在車廂內壁的“凍煤”，硬度高，和車廂內壁粘結緊，需要較大外力才能使其脫落，而螺旋旋轉產生的推力根本無法將它觸動，而且由于卸煤機自身的局限性，大絞籠螺旋卸煤機構、小絞籠螺旋卸煤機構和車底清掃器都只能縱向移動，無法橫向移動，也就是說，所有的卸煤機構都是相對于車底方向進行作業，而“凍煤”卻大多分布于車廂兩側的內壁上，所以，現有卸煤機無法卸出“凍煤”，同樣的道理，翻車機也只能卸掉松散煤料而無法卸出“凍煤”。

2.2改進方案

根據以上分析，并結合卸煤設備的現狀，該廠對其中2臺螺旋卸煤機進行了技術改造，設計增加垂直作用于車廂兩側壁的橫向的清掃裝置，解決“凍煤”的卸車問題。現將具體改造方案介紹如下：

1) 清掃裝置的位置選擇。

根據螺旋卸煤機的結構特點，選擇大絞籠螺旋機構的兩側端，作為新增清掃裝置的安裝位置。新清掃裝置設計為圓盤式結構，可以連續旋轉，中心為套筒結構，和大絞籠螺旋機構兩側的伸出軸配合，通過鍵連接。這樣，可以利用大絞籠螺旋卸煤機構的傳動動力，當啟動大絞籠螺旋機構進行作業時，該清掃裝置便被同時帶動旋轉，作用于車廂兩側內壁，見圖2，圖3.

1—套筒　2—鋼絲繩短節　3—圓盤　4—鋼絲繩固定機構圖2　清掃裝置結構圖

1—大車行走機構　2—機架及平臺　3—螺旋升降機構　4—大絞籠螺旋旋轉機構　5—操作室　6—新增側邊清掃裝置圖3　改造后螺旋卸煤機示意圖

2) 清掃器的材料選擇。

由于各車廂“凍煤”的凍結程度不同，而且有不同車型的車廂，考慮到清掃器既要對車廂兩側壁的凍煤有充分的壓力和張力，又不能使壓力太大導致清掃器旋轉受到的阻力過大或卡住，同時還要能適應不同車型的車廂寬度，該清掃器的材料只能選擇彈性材料，不能選擇剛性材料。綜合考慮，清掃器采用鋼結構制作圓盤，圓盤四周使用螺栓固定1圈d32 mm的鋼絲繩短節。這樣，利用鋼絲繩的彈性和柔性以及硬度特點，當圓盤旋轉時，帶動鋼絲繩短節緊密貼合在車廂兩側內壁旋轉，就像是2把巨型的鋼絲刷子連續旋轉，達到了清理車廂內壁凍煤的目的。改造后螺旋卸煤機實拍圖見圖4.

圖4　改造后螺旋卸煤機實拍圖

3改造效果及效益分析

3.1改造效果

按照以上方案，2014年12月該廠對2臺螺旋卸煤機完成了改造，經現場試用，效果良好， 3～4 min可清理完1節車廂，效率比以前人工清理提高至少5倍，不僅清理干凈徹底，而且節省了大量的時間，達到了預期目標，取得了較好效果。其優點主要體現在以下幾點：

1) 利用現有設備的機構和條件，根據現場使用要求，設計增加橫向清掃的裝置，達到清掃車廂內壁凍煤的目的，使卸煤機的功能更加完善。

2) 增加的2個鋼絲刷清掃器結構簡單，使用廢舊鋼絲繩制作，利用大絞籠的旋轉動力帶動旋轉，成本低，見效快。

3) 該清掃器利用了鋼絲繩的彈性和柔性特點，能和車廂內壁緊密接觸，并連續旋轉，不會被卡住，清掃徹底干凈，不必再用人工清理，可節省大量人力，且安全可靠。

3.2效益分析

通過改造，卸煤機的功能更加完善，對于每年冬季都會頻繁出現的車廂內壁凍煤的清理，有了更加有效的處理方式，不僅快捷方便，提高了卸煤生產的效率，而且節省了大量的人力物力和作業時間，減輕了勞動強度，提高了安全系數，減少了安全隱患，取得了良好的經濟效益和社會效益。

按改造前每節車人工清理需花費的成本150元，每年冬季清理大約5 000節車計算，每年可節省費用為：150元×5 000節=75萬元。

4結語

螺旋卸煤機增加雙側清掃器的改造，經過生產實踐證明，提高了設備的性能，較大程度地挖掘了設備的潛力，增加了設備的使用功能，適應了生產的需要，使各項生產技術經濟指標得到顯著提高，以較小的投入獲取了較大的效益，值得推廣應用。

參考文獻

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[4]劉志明，都蜀晉.太原選煤廠選煤技術與實踐[M].北京：煤炭工業出版社，2009:12-20.

Improvement and Application of Spiral Coal Unloader in Taiyuan Coal Preparation Plant

Guo Niansheng

AbstractIn order to solve the problem of unload incoming raw coal freezing on the inner wall of the carriage in winter, two spiral coal unloaders are reformed in Taiyuan coal preparation plant. Two wire brush transverse rotating cleaning devices are designed to be added at the both ends of the big grinding cage spiral coal unloading machanism to clean the inner wall of the carriage, and achieves the purpose of effective removing the frozen coal in carriage wall. Through transforming, improves function of spiral coal unloader, effectively removing the frozen coal in carriage wall. It is not only quick and convenient, but also saves manpower and material resources, reduces the pressure of unloading, improves the efficiency of coal unloading operation, has a good popularization and application value.

Key wordsSpiral coal unloader; Large grinding cage spiral coal unloading machanism; Sweeper; Frozen coal cleaning

中圖分類號：TD407

文獻標識碼：B

文章編號：1672-0652(2016)02-0006-03

作者簡介：郭年生(1971—)，男，山西汾西人，1993年畢業于山西礦業學院，工程師，主要從事選煤廠機械設備維修及技術管理工作(E-mail)13934574168@163.com

收稿日期：2016-01-21