煤倉上口安全防護裝置的研究應用

摘要：針對煤礦井下煤倉上口存在的安全問題，設計制作了煤倉上口安全防護裝置，并對安全防護裝置的結構原理進行了詳細介紹。經使用證明其達到了設計目標，它可以有效防止人員誤入煤倉，防止大物件進入煤倉，減少了水煤潰泄和煤倉堵塞事故，具有一定的推廣應用價值。

關鍵詞：煤倉 安全防護裝置 研究 應用

0 引言

煤礦井下煤倉處于井下運煤系統的中間環節，它的上口一般安裝一部或多部膠帶輸送機，下口安裝給煤機。在煤倉進煤、儲煤和放煤的過程中，往往會有流水、大石頭和長物料伴隨煤炭進入，流水積存多了會造成水煤潰泄，大石頭和長物料會造成煤倉堵塞。另外，煤倉上口也是人員作業或途經的場所，稍有不慎，會導致人員誤入造成傷亡事故。針對煤倉上口存在的一系列問題，研制安裝煤倉上口安全防護裝置具有重大意義。

1 方案設計及確定

1.1 技術方案

提出了多種技術方案，最終選擇了以下三個方案進行比較。

方案一：煤倉上口用工字鋼、鋼篦子和厚木板封堵。四周加圍欄，在膠帶輸送機放煤口加裝鋼制活動門，通過手動機構和牽引鋼絲繩來控制活動門的開閉。

方案二：按方案一辦法封堵煤倉，在膠帶輸送機放煤口安設專用裝置。該裝置由四根可調高立柱、上平臺、活動調節前梁和螺紋絲杠調節機構等部件組成。通過調節螺紋絲杠可使活動前梁前后移動，從而改變膠帶輸送機放煤口的大小直至全部封閉。

方案三：在煤倉上口機架上安設活動小車，通過操縱機構控制活動小車前后移動，從而改變放煤口的大小，或使放煤口處于全封閉狀態。

1.2 方案比較

方案一缺點：無法控制大石頭和長物料進入煤倉。方案二缺點：絲杠調節速度慢，且容易損傷變形，整體結構笨重，活動前梁運行阻力大。方案三克服了上述兩個方案存在的缺點，具有功能齊全，操作方便，機構靈活的特點，通過研究決定采用第三方案。

2 裝置的組成及結構

2.1 裝置的組成

煤倉上口安全防護裝置主要由防水圈、護欄及機架、活動小車、控制機構和中間隔離板等部件組成（見附圖）。

2.2 防水圈

防水圈用料石砌成，內徑較倉口略大500mm左右，厚約300mm，高約500mm，外表面抹混凝土以防水滲入。對處于巷道下坡處、頂板有滲水和附近安有水管的煤倉，防水圈一側還應設置排水溝，以防積水過多流入煤倉。

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煤倉口防護裝置示意圖

1-活動小車 2-護欄及機架 3-下層固定隔板 4-堵物處理門 5-膠帶輸送機6-控制機構 7-基礎框架 8-煤倉 9-防水圈

2.3 護欄及機架護欄

護欄高約800~1000毫米，長約1900~3000毫米，護欄敷設于框架上，用角鋼和鋼筋網制成，敷設于機架四周，機架由工字鋼和槽鋼制作，與煤倉上口封堵鋼梁連接在一起，機架上方兩側架設鋼軌，作為活動小車的運行軌道。

2.4 活動小車

活動小車為鋼制結構件，下設四個滾輪，騎于設在機架上的軌道上，軌道（跑道）由15~20公斤/米鋼軌制成，活動小車后端與控制機構相連，前端正對膠帶輸送機放煤口。活動小車的尺寸與護欄框架大小、膠帶輸送機的安裝位置和同一煤倉四周布置的膠帶輸送機數量有關，如只有一部SDJ-150型膠帶輸送機時，活動小車的尺寸一般長約850mm，寬約1700mm。

2.5 控制機構

控制機構主要包括氣缸（電液推桿）、控制閥（按鈕）和附件等，氣缸一端和活動小車相連，另一端和機架連接，控制閥安裝在膠帶輸送機司機的控制臺上。

3 工作原理

在膠帶輸送機機運轉之前，通過控制機構將活動小車調整到適當位置，一般離開煤流水平距離100~200毫米，如欲接住混入煤流中的大石頭和長物件，應使活動小車前端盡量靠近煤流，并將活動小車可靠制動，這樣，就可以利用大物件所具有的較大慣性和較大尺寸將其接住。當膠帶輸送機停機、檢修和空載運行時，將活動小車推至卸載滾筒下端，活動小車與下層固定隔板一起，將煤倉口全部封閉，裝置前端下部膠帶輸送機電機側設有堵物處理門，當煤倉口發生堵塞時，可打開此門進行疏通。

4 布置形式

當在煤倉上口只安裝一部膠帶輸送機時，安全防護裝置的布置形式如附圖所示，這種布置形式最簡單。如果在同一煤倉上口同時安裝兩部膠帶輸送機且相向布置時，活動小車應設置兩個，這時活動小車的安裝位置為：一個如附圖中的安裝位置，另一個則設置在距它約200~250毫米的下方，大體相當于附圖中下層固定隔板的位置。兩小車的推移裝置分別安裝在護欄框架的兩側面。當兩膠帶輸送機在同一煤倉口呈90度或其它角度錯角布置時，安全防護裝置的布置形式也和相向布置的情況基本相同，只是將活動小車在上下空間位置上沿不同角度錯開。

5 應用效果

5.1 達到了設計目標

鎮城底礦第一套煤倉上口安全防護裝置于2008年11月下井安裝試運行。試用3個月后，又在全礦井下所有煤倉推廣使用。一年多的使用情況表明，該裝置達到了設計目標和要求。

①能夠防止巷道流水進入煤倉。

②能夠減少煤流中的大石頭和長物料進入煤倉。

③保證了煤倉上口作業人員和過往人員的安全。

④動作靈活，維護簡單，操作方便。

5.2 安全效益分析

實踐表明：煤倉上口安全防護裝置使用后，保證了膠帶輸送機司機、檢修工和其他人員的安全，減少了煤倉水煤潰泄和煤倉堵塞事故。確保了井下運煤系統的正常運行，其安全效益是巨大的。

6 結束語

煤倉上口安全防護裝置是針對煤倉上口的工作條件和煤倉存在的安全問題而設計的，它的應用改善了煤倉上口的工作條件，確保了作業人員和過往行人的安全，減少了水煤潰泄和煤倉堵塞事故。該裝置功能齊全，維修方便，操作簡單，滿足了煤礦安全工作的需要，具有一定的推廣應用價值。