煤礦裝車站給料系統技術改造

李琳蕓

（山西潞安環保能源開發股份有限公司王莊煤礦， 山西 長治 046031）

引言

煤礦裝車站給料系統主要起到從儲料倉內持續定時將塊狀及顆粒狀煤料輸送至指定裝置的作用，同時對煤料進行粗篩分。我國當前電磁振動給料系統已經在各大煤礦推廣應用，但是普遍存在設備體積小、故障率高、噪聲大、給料量有限、運行效率低下等問題，物料輸送及給料過程中的振動參數受物料性能影響較大，為此，必須針對煤礦精煤運輸實際，推進給料系統改造和性能優化升級。

1 煤礦裝車站給料系統概述

王莊煤礦裝車站原給料系統是手動拉桿系統，且各倉位配備兩套手動拉桿和四個溜槽，裝車開始后先將車皮調運至裝煤倉下，并由操作人員在所對應的煤倉下拉動手動拉桿，使煤料經由溜槽后順利裝進車皮中。如此循環操作，直至煤倉內煤料裝車完成。若煤倉內煤料因潮濕等原因而存在下煤困難，必須增派一名操作人員搗倉，這種情況下裝滿一個車皮耗時約5～8 min[1]。裝車結束后還要通過機車牽引至磅房過磅，對于未達到或超出裝載要求的情況，還應通過抓斗添加或抓出，并由平車器重新平整，最終達到所要求的給煤量。以上煤礦裝車站給料系統裝車速度緩慢，效率低下，無法達到煤礦車輛使用時間要求，并使洗煤生產費用大大增加。

王莊煤礦改建及設備升級后其裝車站給料系統主要采用的是兗州市量子科技有限公司所生產的GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機，該型號給料機激振器主要由兩臺電動機驅動并帶動給料槽順著傾斜向循環往復振動，完成給料。當給料槽振動過程中加速度垂直分量超出重力加速度時，給料槽內煤料被拋起，沿拋物線軌跡跳躍運動。在激振源持續不斷激振的過程中，給料槽同時連續不斷振動，煤料也會以該狀態不斷前進，完成給煤過程。該給料系統給料槽的固定通過4 個吊掛鋼絲繩完成，溜槽閘板則由盤式制動裝置機齒輪傳動控制。

該煤礦裝車站給料機按照電機自同步分離拖動設計，箱式激振器結構簡單，可大大降低運行過程中的能耗和噪聲，提升處理能力，延長系統使用壽命。該型號甲帶給料機也能改為變頻調速系統，通過無極調節給煤過程，對系統進行自動控制[2]。GLD2000/5.5/S型甲帶給料機性能參數具體見表1。

表1 GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機性能參數

該煤礦裝車站給料系統中GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機溜槽為全吊設計，因鋼絲繩高負荷持續運行、給料口距離皮帶間容易漏煤、溜槽閘板盤式可控裝置易發生銹蝕，故其運行中出現故障的可能性較大。而且，GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機主要依據脈沖原理進行給料量控制，并通過甲帶給料機啟動次數的調整以調節給煤速度，故給煤量不穩定，調控難度大。

2 煤礦裝車站給料系統技術改造措施

2.1 甲帶給料機吊掛鋼絲網改造

GLD2000/5.5/S 型甲帶給料機溜槽為全吊形式設計，給料時因激振器的影響，使鋼絲繩負荷情況變動較大，應力集中，吊掛螺絲磨損嚴重。結合甲帶給料機作用原理及現場考察，可以增設橡膠套，充分利用橡膠材料的高彈性、高抗磨性和高抗震性，以使金屬接觸部位沖擊力及磨損程度有效減輕，延長吊掛螺絲使用壽命。此外，還應將溜槽吊裝形式改為后座式，只需在其運行過程中定期檢查橡膠套的磨損情況并及時更換，從而避免鋼絲繩過度磨損和更換。

甲帶給料機出料口和皮帶之間存在5 cm 的間距，在給料裝車時很容易發生漏料、溢料，頻繁落料十分不利于皮帶機穩定運行，為此，應將1 塊1 cm 厚的舌板增設在甲帶給料機出料口與皮帶之間2 cm 處，起到杜絕溢料及引流落料的作用。

2.2 甲帶給料機與輸送皮帶控制改造

GLD2000/5.5/S 型給料系統采用繼電器- 接觸器電控系統以及集中- 就地聯合控制方式。集控模式主要采用PLC 邏輯運算，且給料機和皮帶輸送機之間未設置電氣連鎖，如遇皮帶機急停，且給料機未停的情形，必將造成皮帶壓埋、溢料。為此，應當從軟硬件角度改造甲帶給料機和輸送皮帶控制系統：軟件方面應修改控制程序，設置其與皮帶機之間的電氣連鎖；硬件方面則應連接給料機控制電源和皮帶機接觸器常開觸點，以形成閉鎖結構。甲帶給料機給料系統控制程序修改具體如圖1 所示，修改后，給料系統便與皮帶機形成閉鎖結構[3]。

圖1 給料系統技術改造后的控制程序

硬件修改后，若皮帶機運行過程停止，則PLC 會借助軟件邏輯關系，切斷給料系統輸出繼電器，使甲帶給料機隨即停機。上述過程中，接觸器常開觸頭會自動將給料系統控制電源切斷，達到安全穩定停機的目的。

2.3 甲帶給料機溜槽液壓閘板控制改進

甲帶給料機制動裝置為盤式可控型，并通過人工方式旋轉溜槽閘板，再間接通過齒輪傳動后開啟閘板，這種制動裝置很容易磨損生銹，養護難度大，機械故障頻繁，導致給料系統閘板無法正常啟閉，影響正常給料，甚至增大皮帶機負荷，不利于相關設備安全運行。為此，本研究考慮將原盤式機械控制結構調整為液壓油缸閘板控制。具體而言，建議采用額定工作電壓380/660 V 的B2-100L2-4 型油泵電機，并借助液壓電磁閥門進行檔位調整和控制，進而實現對閘板開度、下泄煤量等的調控，保證系統穩定均勻給料。避免改造前因給煤量過大而使皮帶機荷載過重、給煤量不足而影響裝車效率等問題的發生，確保煤礦裝車給料系統性能穩定。完成上述改造后，還可以以手動方式通過液壓電磁閥控制溜槽閘板啟閉。

3 結語

在手動拉桿裝煤方式下，裝煤效率低下，煤量計量不準確，過磅稱重過程存在添加或抓取等繁瑣操作。而煤礦改建及設備升級后采用的GLD2000/5.5/S型甲帶給料機，雖然比原手動拉桿裝煤方式先進，但仍然面臨鋼絲繩高負荷持續運行、給料口距離皮帶間容易漏煤、溜槽閘板盤式可控裝置易發生銹蝕、給煤量不穩定、調控難度大等問題。煤礦裝車站給料系統結構及控制采用軟硬件聯合閉鎖技術改造優化后，設備運行環境明顯改善，電控系統運行的穩定性與可靠性提升，閘板控制方式調整為液壓油缸方式，為煤礦精煤安全外運提供了保證，使煤礦企業經濟效益大大提升。