刮板輸送機(jī)全封閉防塵防護(hù)裝置應(yīng)用研究

徐迎龍

（山西晉神沙坪煤業(yè)有限公司，山西 忻州 036500）

1 概 況

刮板輸送機(jī)是煤礦綜采工作面“三機(jī)”設(shè)備中的關(guān)鍵運(yùn)輸設(shè)備，刮板輸送機(jī)的研發(fā)主要集中于提高功率、強(qiáng)度、運(yùn)輸能力、安全性及延長服務(wù)年限等方面，尤其是對高性能元部件、設(shè)備故障報警及檢修、自動化控制及軟啟動技術(shù)等技術(shù)的綜合應(yīng)用。但在實際應(yīng)用中，綜采工作面落煤及運(yùn)煤期間煤塵濃度較大，尤其是各運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)載點處，而傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點處大都采用安裝噴嘴、使用靜壓水噴霧降塵，存在機(jī)械傷人的風(fēng)險，已不能滿足工作面安全生產(chǎn)及降塵需要。本文以沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面所使用的SGW-40T 刮板輸送機(jī)為例，分析煤塵源及機(jī)械傷害風(fēng)險源，并提出相應(yīng)解決措施。

2 煤礦井下運(yùn)輸現(xiàn)狀

綜采工作面運(yùn)輸系統(tǒng)是采煤后煤炭外運(yùn)的第一道運(yùn)輸環(huán)節(jié)。為提高煤炭生產(chǎn)效率，結(jié)合綜采工作面現(xiàn)場實際條件，煤礦常規(guī)采用連續(xù)運(yùn)輸方式進(jìn)行出煤。沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)出煤過程中沿線均產(chǎn)生煤塵，因此采用設(shè)置全斷面降塵水幕、灑水、安裝大功率霧炮及在轉(zhuǎn)載點處安裝噴霧等措施進(jìn)行降塵，然而實際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)載點處降塵效果較差，且轉(zhuǎn)載點處均為2 部設(shè)備傳動部位，存在機(jī)械安全隱患。

2.1 煤塵煤塵源

結(jié)合沙坪煤業(yè)開采的工藝及工序，煤塵源主要為以下3 種：①巷道開挖及工作面生產(chǎn)期間，在截割落煤（巖） 工序中產(chǎn)生大量的粉塵；②巷道開挖及回采工作面形成后，煤（巖） 體受垂直應(yīng)力及水平應(yīng)力影響，產(chǎn)生一定的原生煤塵；③工作面落煤結(jié)束后，通過主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)出煤，出煤過程中，尤其是各運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)載點處，均產(chǎn)生大量煤塵。

2.2 機(jī)械危害

2.2.1 運(yùn)轉(zhuǎn)的刮板和鏈條傷害

沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面SGW-40T 刮板輸送機(jī)電機(jī)功率為55 kW，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，刮板及鏈條速度可達(dá)2 m/s，可將煤矸快速運(yùn)走。通過實地調(diào)查分析，刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中存在如下風(fēng)險：①人員跨越刮板輸送機(jī)時存在踏入溜槽導(dǎo)致受傷的風(fēng)險；②當(dāng)機(jī)修工檢修不到位時，容易造成飄鏈，存在打傷人的風(fēng)險，若對破損的連接環(huán)、鏈條未進(jìn)行更換，運(yùn)行過程中存在斷裂打傷人的風(fēng)險。

2.2.2 運(yùn)轉(zhuǎn)的矸石傷害

當(dāng)工作面打碴作業(yè)時，刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)矸石過程中，容易出現(xiàn)卡鏈現(xiàn)象，即矸石卡在溜槽與刮板之間，存在矸石快速飛出、人員不注意被打傷或死亡的風(fēng)險。

3 刮板輸送機(jī)全封閉防塵、防護(hù)裝置的應(yīng)用

針對沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面所使用的SGW-40T 刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在刮板、鏈條、矸石傷人及機(jī)頭轉(zhuǎn)載點處煤塵較大等問題，結(jié)合刮板輸送機(jī)自身結(jié)構(gòu)特征，按照源頭治理原則，設(shè)計安裝應(yīng)用呈倒U 型全封閉防塵、防護(hù)裝置，一方面防止設(shè)備出煤矸時產(chǎn)生的煤塵飛揚(yáng)，尤其是機(jī)頭轉(zhuǎn)載點處；另一方面防止人員誤踏溜槽發(fā)生人身傷亡事故。

沿刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、中部槽至機(jī)尾安裝全封閉裝置。全封閉裝置采用4 根φ16 mm×40 mm螺栓與中部槽連接，每節(jié)裝置由左右兩部分組成，通過銷軸組裝成一體。為便于裝置安裝同時保證安裝質(zhì)量，中部槽鋪設(shè)盡量平直順，水平及豎向彎曲度小于2°，杜絕因彎曲度過大導(dǎo)致裝置安裝后節(jié)間出現(xiàn)空隙；刮板鏈松緊程度必須適中，必須與中部槽鋪設(shè)相適應(yīng)，杜絕出現(xiàn)飄鏈、卡鏈現(xiàn)象。

封閉裝置在機(jī)頭架處及每兩節(jié)中部槽均設(shè)置有觀察窗，方便觀察機(jī)頭鏈輪及刮板鏈的運(yùn)行狀況。裝置按節(jié)裝拆，更換方便，不影響設(shè)備的檢修及維護(hù)。全封閉防塵、防護(hù)裝置機(jī)頭處裝置如圖1 所示，中部槽處裝置如圖2 所示。

圖1 機(jī)頭處裝置示意Fig.1 Head device schematic

圖2 中部槽處裝置示意Fig.2 Middle groove device schematic

全封閉裝置安裝后，減少溜槽兩側(cè)的灑落煤量，省去清煤工作；避免轉(zhuǎn)載點傳動部位及設(shè)備自身存在的機(jī)械傷人風(fēng)險；提高了轉(zhuǎn)載點處的降塵效果，即煤塵在機(jī)頭噴霧裝置水霧的作用下，直接下落或碰撞形成更大的煤塵粒再下落，實現(xiàn)降塵的目的。

4 應(yīng)用效果

此次效果檢驗采取測塵的方式，測試在沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面全斷面防塵、防護(hù)裝置應(yīng)用后的降塵效果。

由刮板輸送機(jī)機(jī)頭開始，向機(jī)尾方向，每間隔5 m 設(shè)置1 個測塵地點，共計5 個；連續(xù)測塵12 d。計算出每個測塵地點粉塵濃度的平均值作為該測塵地點粉塵濃度的最終值。

測塵工作結(jié)束后，得出全封閉裝置應(yīng)用前后的粉塵濃度對比，如圖3 所示。由圖3 分析可知，距機(jī)頭5 m 處測塵地點粉塵濃度由3.8 mg/m3降至1.4 mg/m3，距機(jī)頭20 m 處測塵地點粉塵濃度由1.9 mg/m3降至1 mg/m3，粉塵濃度整體降低了47%～63%，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好。

圖3 粉塵濃度對比分析Fig.3 Comparative analysis of dust concentration

5 結(jié) 語

針對沙坪煤業(yè)18206 綜采工作面SGW-40T 刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在的機(jī)械傷人風(fēng)險及機(jī)頭轉(zhuǎn)載點處煤塵較大等問題，分析研究了該工作面煤塵的來源和可能出現(xiàn)的機(jī)械安全隱患，并結(jié)合工作面實際情況和設(shè)備自身結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計安裝應(yīng)用了全封閉防塵、防護(hù)裝置，避免轉(zhuǎn)載點傳動部位及設(shè)備自身存在的機(jī)械傷人風(fēng)險。通過測塵對裝置安裝前后的降塵效果進(jìn)行對比分析，表明粉塵濃度整體降低了47%～63%，效果顯著。設(shè)備裝置安裝應(yīng)用后，每天減少清煤工1 人，減少了人員投入，降低了職工勞動強(qiáng)度。該裝置的成功應(yīng)用，避免刮板輸送機(jī)存在的機(jī)械傷人風(fēng)險，降塵效果顯著，具有一定的推廣應(yīng)用價值。