全封閉防塵防護裝置在刮板輸送機中的應用分析

徐 樂

（晉能控股煤業集團首陽煤礦， 山西 高平 048400）

引言

我國在刮板機方面的研究已經有較長的時間，主要著眼于大功率、高強度、壽命長以及高安全性等方面?，F在，研究的重心是刮板機的高性能元件、高效率設備等，與此同時對信息技術進行開發整合，如工況檢測、遠程控制以及相應的啟動軟件等。張建文[1]為了有效地解決刮板輸送機卡鏈問題，借助增強驅動力矩以及改變鏈輪等形式進行優化設計。通常選用驅動力矩以及設計角度等，可以有效地解決大坡度運輸方面的問題。當前，我國在CST 啟動系統、交流電機調速器等方面技術相對欠缺，部分功率的刮板機依舊采用國外產品。

煤礦開采的過程中會產生大量的粉塵，尤其在刮板輸送機以及相應的膠帶輸送機搭接點粉塵更嚴重，存在機械傷人的現象。當前，我國對職業病提出了新的要求，因此傳統刮板輸送機轉子點已經不能滿足工程需要，需要開發一種能夠解決該問題的設備。

1 煤礦井下運輸現狀

在煤礦主運輸系統中，綜采工作面運輸系統是非常重要的設備。依據設備運行的機理可以將其劃分為如下幾個種：第一，連續運動；第二，往返運動。其中對于連續運動而言，其特點為啟動之后可以連續工作，廣泛地在膠帶輸送機以及刮板輸送機方面應用。對于往返運輸設備而言，在運送的過程中，可以以往返的形式做周期性運動，同時還需要操作換向器實現換向，廣泛地應用于機車運輸以及單繩牽引運輸設備中。為了能夠實現高效的生產，煤礦企業主要使用連續運輸設備。

在礦井主運輸系統中，設備轉載點是產生煤塵的重災區，采用全封閉的防塵以及防護裝置可以起到有效的降塵效果，同時可以對工作人員起到保護的作用，從而需要開發安全可靠的防塵與防護裝置，為綜采工作面降塵提供了參考。

2 煤塵危害

2.1 煤塵產生的環節

煤礦粉塵定義為在煤礦開采時，產生的各種細微顆粒。由于煤層本身存在原生粉塵，同時開采煤礦由于切割與破碎等會產生粉塵，在煤礦運輸時也會產生一定的粉塵，尤其在轉載點卸載時，也會產生大量粉塵。

2.2 煤塵的危害

通常煤礦粉塵由于自身的特點將會懸浮在空氣中，其能夠在風的作用下擴散到各個采掘點，而當井下職工深入生產環境時，煤塵極易通過職工的呼吸系統進入肺中，形成肺病。依據我國相關職業病統計報告顯示發現，在百強煤炭企業中，煤百噸原煤產量平均有2.05 人出現煤粉塵肺病，對于非百強企業而言，百噸原煤產量平均有73.41 人患煤粉塵肺病。此外，煤塵還會導致爆炸的現象。在粉塵浮游空氣中的濃度超過一定數值時，當有足夠的熱源存在就會導致煤塵發生爆炸。煤塵爆炸往往產生嚴重的爆炸波，從而產生更大的粉塵，進而引起大范圍的爆炸。煤塵爆炸時，其爆溫將會產生2 300～2 500 ℃的火焰，以1 120 m/s 的速度前進，極具破壞力。

3 機械危害

3.1 運轉的刮板和鏈條傷害

在刮板輸送機工作時，其在電動機的帶動下，將工作面的煤矸石運出。由于在該過程中，存在工作人員跨越刮板輸送機的情況，極易出現人員掉進溜槽的現象。假如刮板機的維護不合理，可能出現飄鏈的現象，可能造成人員的傷亡問題。

3.2 刮板輸送機運轉的貨物傷害

刮板機輸送矸石等物料時，往往出現物料卡在刮板與溜槽中，更有甚者物料以高速賤出，可能導致人員安全問題[2]。

4 刮板輸送機全封閉防塵防護裝置的應用

為了能夠有效地防止產生大量灰塵以及人員踏入輸送機槽內，對傳統的刮板輸送機安裝“鎧甲”，即添加一個刮板輸送機倒U 型護罩，從而可以有效地降低刮板輸送機產生揚塵量，同時可以起到避免工作人員誤入輸送機槽內。

將裝置設置在機頭架與中部槽形幫中，其采用4 套Φ16 mm×40 mm 的螺栓進行固定。每一個中部槽中設置兩個全封閉裝置，以銷軸的形式進行連接。相鄰的中部槽必須保證平直的形式進行安裝，同時保證水平與垂直方向彎曲度小于3°，在中部槽內設置刮板鏈，同時需要保證刮板鏈條適中。在全封閉裝置機頭架位置設置有觀察窗，可以對機頭鏈輪半滾筒的運行情況進行觀察。在中部槽中留有觀察窗，對刮板鏈的運行情況進行觀察。此外，全封閉裝置便于單獨拆裝，更換簡單。

該裝置能夠有效降低清洗煤工作勞動強度。對于運轉單位，采用全封閉的形式進行防護，其可以有效地避免因機械帶來的安全隱患[3-4]。由于在轉載點設置有汽水噴霧裝置，能夠形成水珠水潤，部分粉塵將會降落，部分粉塵相互碰撞而形成較大的粉塵而下落，進而能夠防止轉載點形成更多的粉塵。圖1 表示相應的機頭單元，圖2 表示相應的中部槽部。

5 現場應用效果

為了對裝置的應用效果進行驗證，在實驗時選用五個粉塵源作為樣本，其分別與刮板輸送機機頭的位置為1 m、5 m、10 m、15 m、20 m。對樣本點進行10 d 的現場測試，同時取測試點的平均值，圖3 表示現場應用效果圖。當安裝該裝置之后，在5 m 內粉塵質量濃度從3.9 mg/m3下降到1.5～1.7 mg/m3，對于20 m內粉塵質量濃度下降到1.3～1.7 mg/m3，由此可以看出降塵效果比較理想。

圖1 機頭部分示意（單位：mm）

圖2 中部槽部分示意（單位：mm）

圖3 粉塵濃度對比分析

6 結語

對SGB-20/40T 刮板輸送機實施全封閉防塵以及防護優化設計可以看出，當生產煤之后，刮板輸送機操作人員進入掘進機工作面進行支護操作，從而可以減輕清煤工作。在轉載點設置的汽水噴霧裝置水霧與粉塵結合，進而可以使得粉塵下降，同時部分粉塵相互碰撞，因較重而下落，進一步提高降塵效果。此外，對運轉單元實施全方位的封閉保護，從而可以有效地消除機械傷人的安全問題，因此能夠在全行業進行推廣，全面為職工的健康提供保障[5-7]。