冶金礦底卸式箕斗解體安裝方案在盲豎井中的設計與應用

趙傳彬， 叢洪寶， 王昌豪， 田力， 李彬木

（山東泰安煤礦機械有限公司，山東 泰安 271000）

0 引言

隨著我國金屬礦山事業(yè)的發(fā)展，豎井提升逐步向深部、大產(chǎn)量方向發(fā)展，為了輔助提升，節(jié)省運距，提高生產(chǎn)能力，許多現(xiàn)有礦井紛紛新建盲豎井。因盲豎井經(jīng)巷道，通過罐籠等設備與地面相連，通道狹窄曲折，對于整體箕斗需要分體下井后組裝，這便產(chǎn)生了底卸式箕斗在盲豎井中安裝方式的新課題。

1 底卸式箕斗安裝方式

目前國內(nèi)金屬礦山適用的底卸式箕斗根據(jù)卸載方式的不同，可分為活動直軌卸載式箕斗和固定曲軌卸載式箕斗兩種。兩種形式的底卸式箕斗外形圖如圖1、圖2所示。

圖1 活動直軌式箕斗

圖2 固定曲軌式箕斗

現(xiàn)用底卸式箕斗框架多為焊接形式，箕斗主掛板、尾掛板及主要承力部件與兩側(cè)立板焊接，形成一整體框架，斗箱上部通過旋轉(zhuǎn)軸固定在框架上，斗箱下部連接活動斗底，導輪進入直軌或曲軌后帶動斗箱活動斗底以旋轉(zhuǎn)軸為圓心，活動斗底沿支承曲軌運動，完成卸載作業(yè)。箕斗整體結(jié)構較為緊湊，主掛板、尾掛板均采用焊接型式，斗箱及載重靠尾掛板及旋轉(zhuǎn)軸承載，因此焊接部位要進行探傷檢測。

2 解體方案設計

天承礦4m3底卸式箕斗受井口尺寸影響，需要解體下井，運輸至盲豎井井口后組裝。解體下井的關鍵在于框架連接形式的改變與斗箱井下組裝工藝。

井口能下放大件最大斷面尺寸為1000mm×1900mm。箕斗框架斷面尺寸為1 368 mm×1 590 mm，框架高度為 7 012 mm，為保證下放尺寸，將主掛板、尾掛板與側(cè)立板連接形式設計成摩擦型大六角頭高強螺栓連接，兩件側(cè)立板單件下放，其螺栓連接如圖3所示。

圖3 螺栓連接圖

連接節(jié)點以箕斗最大終端載荷F=18 000 kg，計算設計選用的M24摩擦型高強螺栓的安全系數(shù)

式中：n為M24摩擦型高強螺栓數(shù)量；nf為傳力摩擦面數(shù)；μ為摩擦面的抗滑移系數(shù)；P為螺栓預緊力，kN。

箕斗斗箱外形尺寸為1 196 mm×1 346 mm×4 550 mm，與旋轉(zhuǎn)軸、導輪掛鉤、旋轉(zhuǎn)軸承連接的孔要保證同軸度。考慮到井下安裝條件限制，將斗箱以1 196 mm中心斷開制作成左右2部分，斷開的斗箱前板、后板正是裝載時的沖擊面與緩沖面，內(nèi)側(cè)有襯板連接。

斗箱前板、后板在下料時設計成兩半拼接形式，拼接處可根據(jù)條件制作V形坡口，另一面焊接厚度為12 mm、高為50 mm的16Mn板條形成法蘭。一件法蘭上鉆孔，另一半在整體與側(cè)板焊后配制。法蘭鋼板與側(cè)板間由異型槽鋼筋板支撐連接，以保證連接強度。斗箱解體運輸至盲豎井井口組裝時，先將斗箱法蘭整體組裝后，將法蘭內(nèi)側(cè)接口焊平再鋪設襯板連接，襯板使用沉頭螺栓連接，法蘭可使用高強螺栓連接，保證斗箱強度。斗箱解體連接如圖4所示。

圖4 斗箱解體連接圖

活動斗底拆掉旋轉(zhuǎn)軸承、托輪后外型尺寸為1315mm×1 212 mm×1102 mm，在下方時可將活動斗底旋轉(zhuǎn)一定角度后固定下放。

3 現(xiàn)場安裝

考慮到井下施工條件，為縮短施工工期，箕斗在井上平臺整體組裝調(diào)試，在井口解體，運輸至盲豎井井口后組裝。框架使用摩擦型高強螺栓連接安裝迅速、連接緊密、受力性能好，其連接安全可靠具有較好的工藝性和經(jīng)濟性，對提高底卸式箕斗設計生產(chǎn)安全性具有廣泛意義。斗箱采用16Mn高強度法蘭連接，法蘭螺栓孔配鉆，組裝后接口焊接等方法和工藝使解體重組后的箕斗滿足了設計要求。

4 結(jié)語

實踐證明4m3底卸式箕斗的解體方案設計安全、經(jīng)濟可靠，井下施工方便、勞動強度低，可完全滿足盲豎井箕斗的安裝要求。解決了底卸式箕斗在盲豎井運輸、安裝困難的問題，可廣泛應用于盲豎井中小型底卸式箕斗的安裝。

［1］ 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

［2］ 成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［3］ 周學軍.鋼結(jié)構設計規(guī)范GB60017應用指導［M］.濟南：山東科學技術出版社，2004.