南山煤礦二水平裝載自動(dòng)擋水煤裝置的研制與應(yīng)用

摘 要：文章主要闡述了在安全第一理念的形式下，為了盡量避免跑水煤沖傷人員事故的發(fā)生，應(yīng)采取必要有效的方式加以控制，研制自動(dòng)擋水煤裝置。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)擋水煤裝置；安全第一；控制

1 概述

通過(guò)二水平裝載自動(dòng)擋水煤裝置的應(yīng)用有效控制了二水平裝載跑水煤時(shí)對(duì)人員的傷害和對(duì)設(shè)備的損壞，同時(shí)減少了跑水煤壓住皮帶影響生產(chǎn)情況的發(fā)生，同時(shí)降低了人員清理跑出的水煤的工作量。

2 研制自動(dòng)擋水裝置原因

龍煤礦業(yè)集團(tuán)鶴崗分公司南山煤礦新井井塔位于南山煤礦工業(yè)廣場(chǎng)中部，井塔高度為64米，裝設(shè)兩臺(tái)多繩摩擦式提升絞車，新井井口為混合井，其中3.25M絞車為專用提煤絞車，擔(dān)負(fù)著全礦二水平的提煤任務(wù)，提煤量占全礦產(chǎn)量的1/2左右。3.25M絞車服務(wù)水平有：井下一個(gè)水平（即二水平裝載），地面一個(gè)水平（即井塔四樓卸載），提升高度為570米。其中二水平裝載作業(yè)方式為先將二水平強(qiáng)力機(jī)卸載至煤倉(cāng)內(nèi)的原煤通過(guò)給煤機(jī)卸至帶式輸送機(jī)上，再由其轉(zhuǎn)載至定重量斗，最后控制裝入提煤箕斗中，提升至井上。

南山煤礦是一個(gè)老煤礦，成型的采掘工作面已經(jīng)不多，采掘條件相當(dāng)惡劣，工作面復(fù)雜、水量大，而且隨著標(biāo)準(zhǔn)化的提高，灑水噴霧系統(tǒng)的大量使用，使采掘運(yùn)輸系統(tǒng)相對(duì)潮濕，最終使原煤含水量增加，并且在采煤工作面收尾時(shí)，由于出煤量減少，而混入原煤的水量基本保持不變，使原煤中含水量較大，形成水煤。當(dāng)水煤形成后，其最終將進(jìn)入煤倉(cāng)，由于給煤機(jī)為K4型多底板給煤機(jī)，其無(wú)閘門無(wú)法控制水煤，在給煤機(jī)向帶式輸送機(jī)卸載原煤時(shí)，大量快速涌出，即形成跑水煤。由于二水平裝載采用皮帶轉(zhuǎn)載，皮帶工必須在裝載二層進(jìn)行作業(yè)，以便觀察皮帶運(yùn)行情況，發(fā)生跑水煤情況時(shí)，由于大量水煤快速涌出，經(jīng)常導(dǎo)致帶式輸送機(jī)被水煤埋住無(wú)法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了提煤生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)其中還可能夾雜大塊原煤，可能將皮帶工沖傷。

3 工作原理

在安全第一理念的形式下，為了盡量避免跑水煤沖傷人員事故的發(fā)生，應(yīng)采取必要有效的方式加以控制。具體方法為研制可控制閘門，當(dāng)跑水煤時(shí)，將閘門手動(dòng)落下，擋住大量涌出的水煤，避免大量水煤通過(guò)給煤機(jī)直接涌出。但是實(shí)際效果不理想，由于跑水煤時(shí)，發(fā)生的時(shí)間短、速度快，皮帶工來(lái)不及落下閘門，后研制自動(dòng)控制的閘門進(jìn)行控制。具體實(shí)施方法為：在給煤機(jī)口安設(shè)了自制弧形閘門，使用風(fēng)缸（直徑180mm，行程600mm）來(lái)控制閘門的起落，風(fēng)缸供風(fēng)管路上安設(shè)二位四通電磁閥來(lái)控制（型號(hào)為：Q25D2-25），煤位傳感器安設(shè)在給煤機(jī)出口上方，微動(dòng)探頭下用鐵鏈連接一小塊鐵板，將探頭信號(hào)傳輸至繼電器上，繼電器控制電磁閥，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的控制。

工作原理為：在電磁閥內(nèi)部含有密閉的腔，腔的中間是活塞，腔的兩面是兩塊電磁鐵，一旦電磁鐵線圈通電，閥體便受力被吸引至通電電磁鐵方向；而在腔的不同位置都開有通孔，連接著不同的風(fēng)管，因此可通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)選擇開啟那部分排風(fēng)孔；由于進(jìn)風(fēng)孔處于常開狀態(tài)，閥體的移動(dòng)使得風(fēng)體進(jìn)入不同的排風(fēng)管，風(fēng)的壓力推動(dòng)風(fēng)缸的活塞，進(jìn)而推動(dòng)活塞桿，從而帶動(dòng)機(jī)械裝置。利用這種原理，便可實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制電磁鐵電流通斷來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的功能。在氣動(dòng)回路中，電磁控制換向閥的作用是控制氣流的通、斷或是改變壓縮空氣的流動(dòng)方向。利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力的作用推動(dòng)閥芯切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣流的換向。按電磁控制部分對(duì)換向閥推動(dòng)方式的不同，又可以分為直動(dòng)式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥，在風(fēng)缸供風(fēng)管路上安設(shè)二位四通電磁閥又屬于先導(dǎo)式電磁閥，先導(dǎo)式電磁閥通電時(shí)，電磁力驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)閥打開先導(dǎo)閥，主閥上腔壓力迅速下降，在主閥上下腔內(nèi)形成壓差，依靠介質(zhì)壓力推動(dòng)主閥關(guān)閉件上移，閥門開啟；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)閥關(guān)閉，入口介質(zhì)壓力通過(guò)先導(dǎo)孔迅速進(jìn)入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關(guān)閉。二位四通閥中的二位就是指兩個(gè)工作位，一個(gè)通電位，一個(gè)斷電位；四通，是指四個(gè)接口，分別是：1進(jìn)氣口；2，3都為工作口；4為排空口。

平時(shí)給煤機(jī)給煤時(shí)，由于正常給煤不存在噴射情況，無(wú)法觸及煤位傳感器，讓閘門處于開啟狀態(tài)，對(duì)整個(gè)作業(yè)無(wú)影響；當(dāng)發(fā)生跑水煤情況時(shí)，由于水煤大量快速涌出，噴射的水煤撞到煤位開關(guān)的小鐵板上，觸動(dòng)其發(fā)出信號(hào)并傳送至繼電器上，繼電器控制電磁正向打開，壓力風(fēng)源進(jìn)入風(fēng)缸內(nèi)控制閘門下落，擋住大量涌出的水煤，從而控制水煤大量涌出帶來(lái)的沖擊力和對(duì)人員產(chǎn)生的危害。同時(shí)為了平時(shí)進(jìn)行控制，還安設(shè)了控制按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制閘門開啟和關(guān)閉。

通過(guò)二水平裝載自動(dòng)擋水煤裝置的應(yīng)用有效控制了二水平裝載跑水煤時(shí)對(duì)人員的傷害和對(duì)設(shè)備的損壞，同時(shí)減少了跑水煤壓住皮帶影響生產(chǎn)情況的發(fā)生，同時(shí)降低了人員清理跑出的水煤的工作量。運(yùn)行狀態(tài)良好，效果顯著。

這次過(guò)二水平裝載自動(dòng)擋水煤裝置的研制，讓我們看到了利用可用的材料配件等，發(fā)揮智慧，不但可以避免跑煤傷人事故的發(fā)生，還降低了工人的勞動(dòng)量，在礦山利用這種創(chuàng)新思維對(duì)其它煤倉(cāng)口裝載系統(tǒng)進(jìn)行改造，推廣此項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)，具有十分必要的意義。

作者簡(jiǎn)介：邴龍海（1983-），工程師，2006年畢業(yè)于黑龍江工程學(xué)院電氣自動(dòng)化本科專業(yè)，現(xiàn)任龍煤集團(tuán)鶴崗分公司南山礦動(dòng)力科主任工程師職務(wù)。