液压冲击破碎防堵装置的研制与应用.pdf

总第 1 3 3期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 0 ． 1 0 ． 0 1 9 液压 冲击破碎 防堵装置的研制 与应 用 李斌莲 潞安环能股份公司 租赁站 ， 山西 长治0 4 6 2 0 4 摘要 分析了 由于煤质硬造成一次采全高的综采工作面频繁片帮产生大块煤 ， 造成工作面 运输 机的转载 点煤流堵塞的问题 ， 开发了液压冲击破碎防堵装置， 可实现对大块煤的破碎， 有效减少大块煤对煤流系统 的影响。 关键词 液压冲 击破碎 ； 防堵 ； 应用 中图分 类号 T D 4 5 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 0 1 0 0 0 4 7 0 1 一 次采全厚 的大采高综采技术已成为 目前厚煤 层安全高效开采 的重要途径。但是 ， 随着一 次回采 煤层厚度的增加 ， 大采高工作面煤壁片帮和导致顶 板漏 冒的概率加大 ， 增加了工作 面顶板管理 和安全 生产的难度， 大采高综采工作面煤壁片帮问题十分 突出。尤其在煤层和顶板均较硬的工作面 ， 坚硬顶 板断裂失稳 导致 的煤壁 片帮现 象加剧 。对 于“ 两 硬” 煤层一次采全高 的综采工作而言 ， 片帮产生大 块煤炭的情况频繁发生。这种大块煤炭不仅尺寸大 最大外形尺寸有时超过 1 0 0 0 m m ， 而且十分坚硬 普氏系数l厂 3 。在采煤机装载过程中， 工作面刮 板输送机运输过程 中根本破坏不了这种大块煤炭 。 一 些片帮产生的大块煤炭被运输到工作面刮板 输送机和下巷道桥式转载机的直角拐弯处 ， 就会停 滞不前 ， 挡住不断运输过来的煤流 ， 见图 1 。从而导 致煤炭从运输巷边上溢出 ， 将煤炭堆积在十分拥挤 的狭小空间， 这时必须停产人工处理。部分片帮产 生的大块煤 ， 即使侥幸通过上述直角拐弯处 ， 马上又 要流向人料 口更小的破碎机。显然在破碎机入料 口 处堆积煤炭又从运输巷中溢出。造成停产进行人工 处 理 。 图 1 大煤 块在转载点和破碎 机 口拥堵示 意 为了避免频繁发生停产 ， 工人们经常站在运输 巷帮上抡大锤进行人工破碎 ， 见图 2 。不仅破碎 效 果较差 ， 极易在多人、 多设备交叉作业中形成安全事 故 。 破 碎 机 图2 大煤块拥堵后人工破碎示意 1 液压 冲击破碎装置方案设计 根据煤矿井下生产条件和实际情况 ， 首先尽量 不使用电气部分 ， 其次井下巷道狭窄 ， 并且随着煤炭 的开采 ， 转载机要经常移动 ， 所 以要求结构要简单 ， 安装和维护方便 ， 对外部 环境 条件要求少 ， 容 易实 现 ， 又可达到理想的破碎效果。 液压冲击破碎防堵装置主要 由机械和液压系统 两部分组成 。机械部分通过高强螺栓与装载机头的 侧板和上盖板固定 ； 液压系统 以工作 面处乳化液泵 站为动力源 。 从乳化液泵站过来的高压乳化液通过液压系统 的阀块控制及蓄能器 的储能与释能过程 ， 实现对装 置机械部分的油缸进行运行冲击动作。机械部分的 锤头以铰接的方式与冲击液压油缸和固定架连接， 通过操作手动换向阀， 实现冲击液压油缸的伸缩动 作 ； 接着以冲击液压油缸为传力机构， 带动锤头实现 对大煤块 的冲击作用力 ， 从而达到破碎的目的。 液压冲击防堵装置的机械部分与转载机的连接 布置 ， 见图 3 。 此装置包括机械和液压两部分， 机械部分主要 由冲击液压油缸 、 锤头组件及连接固定架组成。其 中连接固定架包括有水平横梁 、 下转第 5 3页 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 9 -0 9 作者简介 李斌莲 1 9 6 2一 ， 女 ， 山西 长治人 ， 助理工程师 ， 从事机 电技术与管理工作 。 4 7 王广新 仓壁振动器在常村矿选煤厂原煤筛下溜槽中的应用 第1 9卷第1 0期 过程中及时处理箱体内积煤。积煤处理过程 中绝对 不会 出现筛上给煤现象 ， 避免生产过程 中因处理积 煤煤量过大而导致底下 2 6 2 、 2 6 3胶带压事故 。 5 结语 通过改造后。筛下仓壁积煤能够及 时处理 ， 提 高了筛分效果 ， 保证 了原料煤的粒度质量 ， 创造了可 观的经济效益。 上接第4 7页 支撑架及竖立柱等 。液压 系统主要 由手动三位四通换 向阀、 截止阀、 蓄能器 、 液控单 向 阀、 单向锁及连接管路组成。液压 冲击破碎防堵装 置机械部分的设计 ， 增大了破碎煤炭 的块度和破碎 范围， 装置结构简单 、 紧凑 ， 与转载机连为一体 ， 不需 单独的搬移机构 ， 且维修方便 ， 减轻了工人的劳动强 度 ， 提高生产率 。根据负载研究破碎装置锤头截齿 的布置方式 ， 提高 了破碎大煤块 的能力 和效率 。液 压系统采用差动连接并使用蓄能器 ， 使得液压系统 中的液压能 、 蓄能器释放的能量及锤头的重力等共 同作用实现大的冲击力 ， 达到很好的冲击效果 ； 使装 置的机械和液压有机结合 ， 破碎 效果达 到最佳 。系 统不需外加额外动力源 ， 将支架液压泵站接入本设 备中的液压系统部分 ， 通过操作手动换 向阀， 实现液 压油缸的上下动作 ， 无 电器元件 ， 使用安全可靠 。 图 3 液压冲击 防堵 装置与转 载机 的连接布置不 意 2 应用情况 在综放工作 面将该液压冲击破碎防堵装置布置 在直角拐弯处和破碎机人 口处的运输巷上 。装置的 安装 步骤 如下 1 将液压冲击破碎防堵装置的连接固定架与 转载机头的侧护板用 高强螺栓连接 ； 并将锤头组件 与连接固定架连接的一端通过销轴 固定在连接 固定 架上 。 2 用手拉葫芦将油缸吊起 ， 并通过销轴将其 与锤头组件和水平横梁连接起来 ， 油缸布置方式是 无杆腔与水平横梁连接 ， 有杆腔与锤头组件连接 。 3 将 阀块固定架焊接固定与连接固定架 的一 [ 责任编辑 张雪松] 侧 ， 方便工人操作手动三位四通换向阀。 4 将阀组分别 与油缸的有杆腔接 口、 无杆腔 接 口、 乳化液泵站进 回液口连接 ， 仔细检查各接 口 u 型卡是否安装到位 。 试验过程 1 开启乳化液泵站进 、 回液 口的截止阀 ， 给系 统提供动力源 。在没有大煤块的情况下进行空载试 验 ， 操作手动三位四通换向阀， 油缸动作正常。 2 大煤块过来时 ， 将手动三位 四通换 向阀达 到右位 ， 冲击液压油缸伸长破碎大煤块 ， 其伸长速度 约 1 m ／ s ， 将大煤块破碎成小块， 并通过装载机进入 输送系统 。观察冲击液压油缸及阀组没有泄露异常 情况 。 3 将手动三位 四通换 向阀达到左位 ， 冲击液 压油 缸 收 回。 4 没有大煤块时， 将手动三位 四通换 向阀达 到中位 ， 此时液压冲击破碎装置停止工作。 5 让液压冲击破碎装置连续工作 1 0多个班 ， 未出现异常现象 ， 破碎效果理想。 从试验情况看 ， 本液压冲击破碎 防堵装置各功 能机构运行正常， 整套装置协调配合情况 良好 ， 而且 达到很好的破碎效果。使得煤料的连续运输得到了 保证 ， 从根本上解决了由于大煤块造成 的堵塞难题 。 大大地减轻 了工人的劳动强度， 节约了劳动力。 3 结论 液压冲击破碎防堵装置适应了装载机头的现场 工况 ， 采用井下已有 的乳化液泵站为动力源， 通过对 液压回路的设计使液压冲击破碎防堵装置达到很好 的破碎效果 ， 具有较高 的可靠性和实用性 。对 于硬 煤质的煤矿来说 ， 由于时常出现大煤块 ， 从而引发出 一 系列生产和运输难题 ， 如 造成严重堵塞时必须停 止采煤机及输送系统 ， 人工敲击大煤块耗工费时， 而 且容易造成其他设备的损坏等等 。因此， 液压 冲击 破碎防堵装置的研制成功 ， 必将产生较大的经济效 益和巨大的社会效益 ， 具有较高的推广价值 。 [ 责任编辑 张雪松 ] 5 3