煤倉(cāng)下口給煤機(jī)液壓破拱裝置的應(yīng)用

王少華

（山西潞安化工集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司， 山西 長(zhǎng)治 047500）

1 給煤機(jī)概述

給煤機(jī)是煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備，它具有安裝簡(jiǎn)單、應(yīng)用區(qū)域廣等優(yōu)點(diǎn)，礦井內(nèi)多處煤倉(cāng)儲(chǔ)煤后通過(guò)給煤機(jī)搭接，實(shí)現(xiàn)礦井原煤生產(chǎn)不間斷運(yùn)輸?shù)男Ч?。但在?shí)際煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，由于原煤本身特性，其大小、黏連度、含水量等數(shù)值的不同，在給煤機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)因受力力度大、受料不均等原因，造成下煤倉(cāng)下口給煤機(jī)起拱棚堵事故發(fā)生，不僅降低了原煤運(yùn)輸效率，而且很容易發(fā)生重大人身事故。

常見(jiàn)的煤倉(cāng)黏堵形式有兩種，一種是濕煤粉首先在倉(cāng)壁上粘結(jié)，一層一層疊加在一起，最后是倉(cāng)內(nèi)形成類似鼠洞形狀，再裝煤時(shí)就會(huì)造成堵倉(cāng)。另一種是由于濕煤粉塊之間的內(nèi)摩擦阻力大，加之它與倉(cāng)壁的外摩擦阻力也大，當(dāng)煤倉(cāng)充滿煤后，其下部錐形段的出煤口處形成類似于卡住和銹死的起拱形狀（俗稱棚堵）。開(kāi)閘放煤時(shí)只能放下極少的一部分，上部煤炭則因起拱而堵倉(cāng)。煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題一旦出現(xiàn)需要采取措施進(jìn)行疏通,即被動(dòng)疏通。本文以某礦1 號(hào)煤倉(cāng)下口安裝的給煤機(jī)為研究對(duì)象，提出了一套給煤機(jī)液壓破拱裝置，并在實(shí)際中進(jìn)行應(yīng)用[1-4]。

2 煤倉(cāng)下口堵塞常見(jiàn)處理方法

1）放水處理法。當(dāng)煤倉(cāng)堵塞嚴(yán)重,下口又有足夠堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)時(shí),可以從煤倉(cāng)上口放大量的水，使水逐漸滲入到物料顆粒之間的空隙中。當(dāng)水在煤倉(cāng)中達(dá)到飽和時(shí)，由于倉(cāng)內(nèi)阻力的降低而使結(jié)拱堵塞部分在自重的作用下滑動(dòng)墜落。但放水處理法處理時(shí)間比較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重，而且也不夠安全。

2）鉆機(jī)鉆通法。在貯倉(cāng)上口用鉆機(jī)將堵塞部分鉆通。但當(dāng)煤倉(cāng)深度很長(zhǎng)時(shí)，難以確定堵塞的位置，對(duì)于長(zhǎng)度較大的煤倉(cāng)，需要的鉆頭將會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)，而且作業(yè)安全性差。

3）設(shè)置高壓水射流系統(tǒng)。用高壓水自下而上進(jìn)行沖刷，或在斗倉(cāng)部分預(yù)先安裝帶徑向噴嘴的環(huán)形高壓水管，供堵塞時(shí)使用。這種方式也是僅適用于堵塞發(fā)生位置相對(duì)固定的情形，柔性差。

4）采用空氣炮進(jìn)行疏通。將一個(gè)或多個(gè)空氣炮安裝在斗倉(cāng)或倉(cāng)體容易起拱的內(nèi)壁上，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)堵塞時(shí)，可隨時(shí)向起拱處發(fā)射高壓氣體。這種方法目前在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，但其局限性是受煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)上的限制，有些煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)不適合安裝空氣炮，而且安裝位置固定，柔性同樣很差。

5）少量炸藥崩震。不少煤礦企業(yè)在煤倉(cāng)出現(xiàn)堵塞時(shí)，使用少量炸藥伸到倉(cāng)內(nèi)靠近堵塞位置靠炸藥的崩震作用實(shí)現(xiàn)疏通。此法極不安全，很容易出現(xiàn)事故。

3 液壓破拱裝置設(shè)計(jì)

為了解決傳統(tǒng)破拱時(shí)難度大、安全系數(shù)低、勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度高等技術(shù)難題，決定對(duì)某礦1 號(hào)煤倉(cāng)下口安裝了一套給煤機(jī)液壓破拱裝置，利用側(cè)下位液壓推桿伸入煤倉(cāng)底部進(jìn)行破拱，實(shí)現(xiàn)人員遠(yuǎn)方操作，直接破碎起拱的煤塊結(jié)構(gòu)以疏通煤倉(cāng)，可達(dá)到預(yù)想的效果。

3.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

1）給煤機(jī)液壓破拱裝置主要由振動(dòng)電機(jī)、破拱油缸、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、前擋板油缸、前擋門(mén)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)油缸、二次擋門(mén)系統(tǒng)等部分組成如圖1 所示。

圖1 給煤機(jī)液壓破拱裝置結(jié)構(gòu)組成

2）為使液壓推桿伸入煤倉(cāng)底部進(jìn)行破拱，需在煤倉(cāng)下口給煤機(jī)后方一側(cè)割開(kāi)（氣割）一個(gè)200 mm×200 mm 的入口，液壓缸一端與給料口襯板用螺栓緊固。破拱液壓缸安裝在給煤機(jī)后側(cè)，液壓缸與給料口垂直面夾角為30°，缸體支座與給煤機(jī)平臺(tái)可靠連接。振動(dòng)式給煤機(jī)本身具有調(diào)節(jié)給料斗傾角的液壓系統(tǒng)，在原有液壓站再安裝一套具有雙向換向閥的液壓回路，可提供破拱液壓缸的動(dòng)力。

3.2 液壓破拱裝置工作原理

煤倉(cāng)起拱棚堵需進(jìn)行破拱時(shí)，必須首先觀察起拱情況，通過(guò)振動(dòng)給煤無(wú)效后，確定使用液壓破拱裝置。此時(shí)首先啟動(dòng)油泵，然后將相應(yīng)位置的換向閥換向推桿向上推移，破拱液壓缸推桿伸出，進(jìn)入料倉(cāng)底部進(jìn)行破拱，破拱后將換向閥換向推桿下拉，液壓缸推桿縮回，破拱結(jié)束，推桿縮回到原始位置后，將換向閥推桿撥回到中間位置，關(guān)閉油泵電機(jī)。如一次無(wú)法實(shí)現(xiàn)破拱，可反復(fù)多次進(jìn)行上述操作，直至破拱。

3.3 裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1）液壓破拱裝置利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行破拱，裝置破拱時(shí)動(dòng)力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化水平高，設(shè)備操作較為簡(jiǎn)單、快捷，且無(wú)安全隱患，破拱作業(yè)可靠性強(qiáng)，適合多種類型起拱堵倉(cāng)的疏通。

2）與傳統(tǒng)人工破拱相比，使用該裝置后只需1 人操作即可，降低了人工破拱勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，避免了人員進(jìn)入煤倉(cāng)下口溜槽進(jìn)行疏通的安全隱患，確保了作業(yè)人員安全。

3）與傳統(tǒng)爆破施工相比，杜絕了破拱作業(yè)中存在的火花、爆破等危險(xiǎn)源，保障了礦井安全。

4）該裝置在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還存在一些缺點(diǎn)，需進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：該裝置主要利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作，由于煤倉(cāng)下口粉塵濃度大，很容易造成液壓系統(tǒng)因粉塵導(dǎo)致失效現(xiàn)象，需定期對(duì)裝置進(jìn)行清理；破拱油缸是裝置中的重要配件，長(zhǎng)期破拱作業(yè)很容易造成油缸缸體磨損，甚至破缸現(xiàn)象。

4 實(shí)際應(yīng)用效果分析

1）該液壓破拱裝置設(shè)計(jì)方案通過(guò)后，于2021 年2 月在某礦1 號(hào)煤倉(cāng)下口進(jìn)行了改造安裝，通過(guò)調(diào)試投入使用。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而實(shí)用，易于作業(yè)人員操作，一人監(jiān)視、一人操作即可完成作業(yè)，避免了人員進(jìn)入煤倉(cāng)下口疏通煤倉(cāng)的情況。

2）截止2021 年8 月某礦1 號(hào)煤倉(cāng)共計(jì)發(fā)生7 起起拱棚堵事故，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，采用液壓破拱裝置進(jìn)行破拱時(shí)單起破拱時(shí)間為0.4 h，與人工破拱相比，縮短了1.4 h，破拱作業(yè)非常快捷，在較短的時(shí)間內(nèi)排除了生產(chǎn)安全隱患，大大提高了礦井主運(yùn)輸?shù)男?，并給作業(yè)人員帶來(lái)極大方便[5-8]。

5 結(jié)語(yǔ)

某礦針對(duì)1 號(hào)煤倉(cāng)在放煤過(guò)程中頻繁出現(xiàn)起拱堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致人工疏通難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)此決定采用液壓破拱裝置對(duì)井下煤倉(cāng)起拱疏通，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，該裝置拱疏通作業(yè)針對(duì)性較強(qiáng)，且實(shí)用可靠，并最大限度地確保了作業(yè)人員安全，是理想的破拱設(shè)備。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于改造，改造成本低，使用后能大大減少煤倉(cāng)棚堵事故的處理時(shí)間，使井下主運(yùn)輸更加高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高礦井生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀。不論從設(shè)備實(shí)用性能出發(fā)還是從安全性出發(fā)都有較大的推廣價(jià)值。