转载机入料口堵塞问题分析及解决措施研究_王育丰.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-05-20 作者简介 王育丰 （1980-） ， 男 （汉族） ， 山西晋城人， 工程师， 现从事采矿工程工作。 转载机入料口堵塞问题分析及解决措施研究 王育丰* （山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿， 山西 长治 046000） 摘要 潞安集团某矿采煤工作面转载机入料口时常出现堵塞问题， 该问题严重制约了采面高产高 效， 对此， 为有效解决该问题， 基于该工作面采煤现状， 介绍了破碎机工作原理， 分析转载机入料口破 碎设备的具体选择策略， 并提出了破碎机及转载机结构改造策略， 通过对设备的科学改造， 有效解决 了转载机入料口堵塞问题， 取得了较好的应用效果。 关键词 转载机； 入料口； 破碎机； 堵塞； 原因； 改造策略 中图分类号 TD421.7 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0101-03 随着社会经济的不断提升， 煤炭经济的快速发展， 使得千万吨产量的矿井数量呈井喷式增长， 因此， 高效 安全地进行煤炭开采逐渐成为社会企业关注的一项技 术。而且， 由于煤炭开采过程中存在很多的不确定性， 比如无法预测的复杂地质结构等， 造成开采过程中有 大块的矸石、 煤炭等堵塞开采的转载机入料口， 从而产 生运输工作难等一系列的问题， 极大地降低了矿井回 采工作生产的效率。 潞安集团某矿对3660的回采工作面进行6号煤层 的开采。在开采过程中， 通过综采一次采全高开采的 方法进行煤层开采， 对大块的矸石、 煤等进行开采破 碎， 其中使用的设备包括桥式转载机中部、 刮板输送机 （SU1200/2000） 、 采煤机 （MU900-2245-WD） 和液压 支架 （ZY18000/30/65） 。经工作人员勘测， 其中煤层 的各参数数据如下 煤层的埋深深度在510m左右， 煤 层的厚度范围是在5.7～6.6m之间， 平均厚度为6.2m 左右。由于该6号煤层复杂的地质结构， 在开采过程中 发生矸石量过多， 严重造成桥式转载机的入料口堵塞 情况。此时， 如果对大块的矸石采用传统式风镐破碎 的方法， 则会极大地降低破碎效率， 甚至于对整体的采 面生产造成影响。因此， 基于这个问题的出发点， 本文 以为有效解决该转载机的入料口堵塞问题为目的， 根 据该工作面的采煤现状， 研究并提出适宜的破碎装备。 1物料破碎机的作用原理 如今， 物料破碎机由于其工作原理的不同主要可 以划分为三种类型。第一种类型是以锥式、 双辊式和 颚式为代表的物料破碎机， 通过挤压、 研磨的方式将输 送到破碎机内部的大块物料进行破碎， 具有较高的破 碎效率； 第二种类型是以液压镐式为代表的物料破碎 机， 利用液压马达的动力产生冲击力破碎物料； 第三种 类型是以锤式为代表的物料破碎机， 利用高速度旋转 的破碎锤头与物料侧面或者正面相接触碰撞进行破 碎， 也具有较高的破碎效率。 2物料破碎装备的选择 2.1转载机入料口的破碎装备选择依据 在进行转载机入料口选择破碎装备选择时， 要从 多角度、 多方位考虑其影响因素， 首先要考虑破碎装备 的破碎能力和实际的破碎效果， 其次要综合破碎装备 的运转连续性及安装空间要求等方面进行合理选择。 2.1.1破碎装备的破碎能力方面 首先， 应考虑破碎装备的破碎能力是否能符合转 载机运输的能力。由于只需要破碎机作业以避免大块 矸石、 煤等堵塞转载机入口， 因此只需预先处理， 对其 中大块矸石和煤的粒度没有过高的要求。其次， 由于 潞安集团某矿对大采高工作面3660的回采工作面进行 6号煤层的开采， 受到严重的地质结构影响， 对于局部 范围中产生的大块矸石、 煤的数量处于比较少且可控 的状态， 因此， 应根据大块矸石、 煤产生量的最大值来 选择确定。基于以上分析可见， 实际的破碎能力应在 后续作业实践中判断。 2.1.2破碎装备的破碎效果方面 为了确保大块矸石和煤在破碎之后能够有效进入 101 2020年第10期西部探矿工程 转载机入料口， 选择的转载机入料口破碎装备应采用 预破碎的方法。 2.1.3破碎装备的运行连续性方面 由于煤层开采生产工作具备联系性的特点， 因此 要求选择的破碎机装备应符合连续高强度运行的工作 要求。 2.1.4破碎装备的安装空间方面 出于井下进行回采工作面空间较小的硬性特点， 且该项是难以改变的客观条件， 因此， 在破碎机装备选 择的过程中应优先考虑破碎机装备的安装空间。 2.2各类型破碎机装备的比较 （1） 锥式、 双辊式和颚式破碎机的工作原理是将矸 石和煤等通过上方输送到破碎装备里面， 在使用过程 中搭接高度是必须考虑的问题。然而， 现场提高转载 机的难度较大。具体而言， 假设在刮板输送机和转载 机连接处中装该类破碎机设备， 则需要降低转载机的 落煤或者提高刮板输送机的机头高度， 无论哪种方式 都会影响采面的正常开采， 增加较多的工作量， 还易出 现不利于安全的因素。因此， 该类破碎机装备不适宜 解决该回采工作面现场的问题。 （2） 镐式破碎机装备的安装较为简便， 因此将该类 破碎机装备进行现场检验。结果显示， 镐式破碎机装 备的安装空间大小、 破碎的效果及破碎的能力均能满 足现场需求， 但是由于镐式破碎机装备在工作过程中 镐头不断受到横向冲击载荷的压力较大， 镐头容易产 生变形弯曲甚至于损坏， 无法满足采面工作连续性工 作的要求。 （3） 锤式破碎机装备相较于镐式破碎机装备具有 破碎力高的优势， 并且能够满足连续运行的要求， 同时 也具备安装空间符合要求、 破碎效果较好等优势。此 外， 由于锤式破碎机装备具备高冲击力的特点， 因此在 使用过程中应合理增强转载机自身的结构强度。 基于以上分析和对比， 在3660回采工作面作业的 现场情境下， 锤式破碎机装备更符合。其中， 锤式破碎 机装备不仅具有合适的安装空间大小、 较高的破碎能 力和较好的破碎效果， 最重要的是可以满足连续运行 的工作要求， 在使用过程中需额外注意的是应改造加 强转载机结构的强度。 3破碎机装备和转载机的结构改造 基于前文对破碎机装备选择的分析， 需要进一步 对转载机的结构进行加强改造。根据破碎机以及转载 机特征， 为了有效使用锤式破碎机装备， 需要对破碎机 装备和转载机结构进行增强改造。 锤式破碎机装备改造过程如下 第一步， 为了提高 锤式破碎机装备的抗震， 加强运行的安全， 首先要把破 碎机中的槽节连接从连接板式改为高强螺栓式； 第二 步， 为了防止槽节挡板发生损害变形， 需要在槽节挡板 中加装纵向钢板； 第三步， 为了使得锤式破碎机装备在 架体上运行平稳可靠， 需根据已有的破碎机锤头型号 设计适宜的破碎机架体； 第四步， 为了减少破碎作业时 岩体或煤飞溅对人的伤害， 应增加防护罩； 第五步， 为 了使锤式破碎机装备可以配合回采工作面生产的各种 需求， 应将锤头动力传递使用双传动结构， 利于保持平 衡。其中， 转载机改造后的结构和锤式破碎机装备破 碎头安装图分别如图1和图2所示。 （下转第106页） 102 2020年第10期西部探矿工程 区一般氟含量小于1.0mg/L。在山前地带径流区， 当 通过坡洪积斜地向下游径流排泄时， 粘性土所占比例 增大， 地下水滞流时间相对较长， 使得氟离子容易聚 集， 氟含量大于1.0mg/L。在地下水的排泄区， 地形平 坦或低洼， 地下水埋藏浅， 蒸发浓缩作用强烈， 使氟离 子富集。地下水中具有明显的垂直分带性即F-含量呈 由浅及深逐渐增高的变化趋势。 （2） F-的水样中大部分水样的 pH 集中在 7.5～ 8.0mg/L， 即在碱性环境中容易富集。且与水中溶解性 总固体、 Ca2、 K Na、 SO42-等有密切关系。即碱性、 偏碱性水使水中Ca2的活度降低， 从而抑制水中氟离 子聚集作用减弱， 有利于氟离子在地下水中富集； 在溶 解性总固体在0.2～0.8g/L情况下， 随着溶解性总固体 的增加， 水中F-含量增大， 整体对比二者相关性不明 显； F-含量随着K Na含量增大而增大； SO42-含量的 增加对氟在水中的稳定性有较强的抑制作用。 （3） 根据地下水F-含量呈由浅及深逐渐增高的变 化趋势， 建议在高氟区不宜采取就地打深井的方法， 应 在附近山口采取引潜流或引山区泉水的方法来解决。 参考文献 [1]GB∕T 14848-2017 地下水质量标准[S]. [2]何锦，张福存，等.中国北方高氟地下水分布特征和成因分析 [J].中国地质，2010，373621-624. [3]杨忠耀.氟病水文地球化学成因类型的划分[C]∕∕环境水文地 质理论及方法研究，北京地质出版社，199732-37. [4]曾溅辉.孔隙地下水氟的溶解沉淀作用的定量研究[J].地理 科学，19963337-340. [5]王根绪，程国栋.西北干旱区水中氟的分布规律及环境特征 [J].地理科学，20002153-158. 地理位置 下花园区洋河上游 下花园区洋河下游 离子含量 （mg/L） K 9.3 14.3 Na 134.8 136.8 Ca2 73.9 73.1 Mg2 39.2 42.6 HCO3- 337.3 257.6 Cl- 132.7 149.8 SO42- 155.9 222.4 F- 1.75 1.36 总硬度 mg/L 345.9 357.9 pH 7.73 7.55 表3洋河水样化验结果 （上接第102页） 在对转载机槽节本体结构的改造之后， 其结构强 度可以应对锤式破碎机高强度作业的要求， 也更符合 破碎机的安装环境。在解决这个转载机结构的问题基 础上， 在使用锤式破碎机装备过程中， 也能够通过减小 转载机挡煤板的高度， 能够在不堵塞的情形下有效减 少装载机本身的破碎数量。出于锤式破碎机具有高连 续性运行的特点， 并采用双驱轮动保证重心稳定不偏 移， 具有较高的适用性。 4应用效果分析 4.1装备安装便捷， 运行平稳高效 出于锤式破碎机装备结构简单的特点， 选择在转 载机入料口加装锤式破碎机在现场能够快速安装并投 入使用， 可以有效减少人工投入成本。同时， 锤式破碎 机装备凭借其高破碎效果， 可以有效解决转载机中因 为大块矸石和煤造成的入料口堵塞， 不需要人工采用 传统的方式进行破碎， 而且进一步降低转载机中部封 闭段堵塞的可能性， 避免人工进入转载机里面修理可 能产生的安全问题， 总体提高了作业工人的工作效率。 4.2结构强度高， 维护成本低 在本研究对破碎机和转载机的改造设计中， 破碎 机装备采用双驱动轮， 在转载机的槽节挡板中加装了 纵向的钢板， 并采用高强螺栓进行连接， 充分从结构的 本身进行加固， 使其有更高的作业强度， 降低了装备在 作业过程中的维护、 修理成本。 4.3适用性较高， 使用范围广泛 本研究提出的在转载机器入料口加装锤式破碎机 装备的研究设计， 以避免入料口堵塞的方式具有安装 简单、 改造工程较小、 效果显著等特点。此外， 在回采 工作面空间比较狭小的情形中更适用且具有优势， 无 需对底板卧槽采取任何措施， 在其它各种类型的综采 工作面中都可以得到广泛使用， 具有较强的普适性。 参考文献 [1]毛晓磊.转载机和皮带输送设备安全管理工作探究[J].山西 冶金， 2020 （1） 33-35. [2]杨雪峰， 克光.综采综放工作面全封闭转载机的结构设计与 应用[J].矿山机械， 2020 （1） 10-12. 106