立井雙箕斗提升轉載系統的改造

米培英 陳智 張樹梅

摘要：隨著煤礦自動化生產水平的不斷發展，礦井對煤流系統及主井提升系統的要求亦越來越高。礦井裝載提升系統可分為提升系統和裝載系統，其中裝載系統的安全可靠性直接影響到提升機的運行。因傳統的定量裝載裝置一般是靠定量斗或滿倉傳感器等裝置來實現定量裝載，存在誤差大、操作麻煩、易損壞、可靠性能差等諸多方面的不利因素，在使用過程中直接影響著煤礦的生產和安全。

關鍵詞：立井箕斗;裝載系統;快速施工

1.工程概況

1.1井筒特征

大海則煤礦回風立井井筒凈直徑8.0m，井筒原設計深度667.6m;凈斷面50.3m2。實際施工深度687.38m。回風井臨時改絞采用箕斗提升，利用Ⅴ型鑿井井架，主、副提使用2JKZ—4/15絞車，采用兩對雙11t箕斗雙提升，提升速度為6.84m/s。每循環提升時間為100s，其中箕斗運行時間約為70s，裝卸載時間為30s。本設計提升狀態相比提升效率高，提高了礦井的年產量的提高。

2.裝載的形式

箕斗的裝載設備是井下煤倉向提升箕斗裝載原煤的中間貯裝與計量裝置，也是本設計的重點之一。目前配合提升箕斗的裝載設備有三種形式：

（1）定量斗式箕斗裝載設備? 它的結構特點是有一個或一對獨立的小型貯倉，通常稱為定量斗。為了便于計量，小型貯倉制成 直立式或斜式，直立式是配合測重裝置進行預先計重時用，斜倉則是配合礦車計數，給煤 裝置計時和煤位信號等進行容積計量用。

（2）溜槽式箕斗裝載設備? 其結構特點是溜槽上部與大容量煤倉直接相連，下部帶有下開式扇形閘門和簸箕式溜嘴。這種形式的裝載設備在60年代曾被廣泛使用。

（3）定量運輸機式箕斗裝載設備? 它的結構特點是以板式運輸機或帶式運輸機自動計量，慢速貯裝，快速卸載。需要獨立的傳動裝置，目前在新井中采用，本設計采用的就是帶式運輸機式箕斗裝載設備。

3.技術性能途徑

門克慶設計使用定量斗裝載，電控裝置以井下信號為主信號，各設備之間具有閉鎖關系：定量斗閘門與箕斗到位之間的閉鎖關系，即箕斗不到位，定量斗閘門打不開，定量斗閘門不關閉，提升信號發不出去;定量斗閘門與給煤機、皮帶機之間的閉鎖關系：即定量斗閘門不關閉，皮帶機、給煤機啟動不起來;給煤機、皮帶機之間的閉鎖關系，即必須先開皮帶機，經延時一段時間皮帶機運轉正常后才能開給煤機;當定量斗滿載后須先關閉給煤機，經延時一段時間，才能關皮帶機，以確保下次啟動皮帶機時，保證皮帶電機輕載啟動延長電機和機械設備的使用壽命。井底、井口與車房閉鎖功能：即井底不發開車信號，井口不能向車房發出開車信號;車房未收到開車信號，絞車不能啟動。

由于定量斗周圍環境惡劣，井壁邊緣的定量斗硐室較大，條件惡劣、潮濕且多塵，壓力傳感器普遍使用效果不好，漂移嚴重，難以長期可靠運行，維修困難。（附圖一）

大海則設計采用定量皮帶運輸機的安裝位置在兩側馬頭門內，在皮帶機的卸料端采用溜槽將煤分別送給分煤車，再分煤車向兩個箕斗卸載。裝載提升系統可分為提升系統和裝載系統，其中裝載系統的安全可靠性直接影響 到提升機的運行。采用定重測量方式時，關鍵是重量信號的提取，而它與壓力傳感器的可靠性密切相關。目前很多礦井采用壓磁或應變片式的傳感器來獲取定量斗煤重信號。

定量運輸機的運行分為慢速計量和快速卸載兩個過程，在立井箕斗提升過程中定量運輸機慢速運行，給煤設備向輸送機給煤，傳感元件對輸送機上的煤運行計量，達到計量后，被輸送的煤存在輸送帶上，箕斗到位后定量輸送機快速運行，將輸送帶的煤裝入箕斗裝載完畢，提升機提升箕斗，定量輸送機進入下一個循環。

定量輸送機與箕斗的配置方式可采用一對一或一對二的安裝方式。一對一安裝方式即采用兩臺輸送機裝載兩個箕斗，每個箕斗成一對一輸送系統。一對二的安裝方式即采用一對輸送機通過分岔溜槽裝兩個箕斗。（附圖二）

4.裝載方式的研究與實施

在原有的裝載硐室中，將分叉溜槽和定量斗改造為定量運輸皮帶機稱重，取消定量斗，解決由于定量斗中存煤時間長，下部受壓力大而粘接的問題，煤從皮帶機經分叉溜槽直接進入箕斗，定量運輸機皮帶機采用低速裝載，高速卸載工作方式，30s以內即可裝滿箕斗，比原來裝載時間減少20s。大海則煤礦提升系統的設計考慮卸載時間大大提高了提升能力。

定量運輸機是以膠帶兼作牽引機構和承載機構的一種連續運輸設備。它在礦井地面和井下運輸中得到極其廣泛的應用。

定量稱重帶式輸送機由地腳安裝的機頭、機尾、輸送帶、安裝在稱重裝置上的中間體、 張緊裝置、稱重和控制系統等組成。定量稱重帶式向輸送帶上定量裝煤時，給煤機給煤，同時皮帶機慢速運轉，當稱重傳感器測得皮帶機上的煤重量達到設定值時，控制系統停止給煤機和皮帶機并等待箕斗到位信號，當箕斗到位后，皮帶機啟動，以高速向箕斗裝煤，當裝煤時間到并且稱重傳感器測得皮帶機為空后，停止高速運轉，轉為低速運轉，并啟動給煤機向皮帶機裝煤和發出允許提升信號，下一個循環開始。

5.定量裝載系統性能特點

5.1井下箕斗定量稱重帶式輸送機電子皮帶秤計量精度高、穩定性好;

5.2箕斗定量稱重帶式輸送機計量控制系統帶有斷線記憶功能，在通訊線路中斷時仍能正常工作;

5.3 安全可靠，系統自動判斷箕斗落位后，進行原煤裝載，達到定量后自動停止給煤，有效控制箕斗的裝載量;

5.4 井下分站、地面主機同步顯示給煤流量，以不同方式，同步顯示裝載設備的運行情況和故障狀況;

5.5 當井下分站、地面主機同時監控原煤裝載定量，檢測達到定量后，不管井下、還是地面主機都將發出停止裝載信號，形成雙保險;

5.6 兩臺箕斗交替裝載、提升，運行流暢，當一臺箕斗裝載過程完畢后，主機發出提升信號，提升箕斗，另一臺箕斗落位，進行相同的裝載過程;

5.7 故障閉鎖及報警;

6.轉載選用定量運輸機與定量斗相比的優點

大海則煤礦和門克慶煤礦二期臨時改絞布置設計相比較，定量運輸機系統比較有利施工。

6.1井筒有利于縮短工期，節省投資，當圍巖條件不好時裝載硐室開鑿工程量少，便于施工和維修。6.2減少生產環節，便于維護和管理。

6.3有利于實現立井提升系統自動化控制。

6.4落差少，減少物料破碎率，減少煤塵飛揚。

6.5計量準確，計量部分便于維修和更換，能效防止箕斗過載，對提升系統有利。

7.結語

定量運輸機在國內有成熟的技術，運行可靠，效果良好。箕斗提升的能力大，從節省硐室，減少煤的裝載環節，實現自動化控制等反方面考慮，使用定量運輸機是有著良好地發展前景。該系統經現場一年使用證明其稱重正確可靠，穩定性好，能滿足現場惡劣的工況。優點非常明顯，大大提高了安全生產效率。運行安全可靠，維護量小，并且還具有點自動閉鎖控制的工作方式，利用該定量稱重系統還可實現稱重、裝載、閉鎖控制全自動化。

近幾年來國內建設大型煤礦進入二、三期工程時考慮臨時改絞越來越多。提升箕斗的定量運輸機系統運用而言，從節省硐室，減少煤的裝卸載環節，實現自動化控制等方面考慮，使用定量運輸機系統有良好地發展。

作者簡介：

米培英（1982-），女，漢族，青海省樂都縣人，工程師。畢業于河北工程大學，主要從事煤礦機械設計及機電工作，現任中煤第一建設有限公司第十工程處工程技術部副部長。