井下煤倉入口破碎系統設計

郭穎鋒

（晉能控股裝備制造集團智能制造事業部， 山西 晉城 048000）

引言

井下煤倉作為煤礦井下煤炭儲存系統，一方面能有效緩解高效率的綜采工作面與運輸系統能力不足之間銜接上的矛盾，另一方面可以在礦井主運輸系統出現故障的異常情況下，發揮出原煤臨時儲存功能，以保證井下采掘工作面正常運轉。因此，保證轉載輸送的原煤能順利進入井下煤倉，也是確保井下采掘工作面正常運轉的因素之一。

1 煤倉入口破碎系統介紹及優化背景

通常情況下，煤倉入口送煤選擇皮帶輸送機直接送煤的方式，煤倉入口設置有篩篦，篩孔孔徑規格多為300 mm×300 mm，落煤脫離皮帶輸送機后，通過篩篦分選進入煤倉[1]。利用落煤與篩篦的高度差，可以實現大直徑煤塊（經過轉載破碎實現粗破的煤塊）與篩篦的撞擊，將其破碎為直徑小于篩孔尺寸的煤塊，后落入煤倉，同時也能減小煤塊入倉的速度，以減小對煤倉倉壁的沖擊。

在實際運行過程中，由井下采掘工作面運送至井下煤倉入口的煤流中，摻雜著大塊矸石、木料、鐵器等多種類異物，經常會出現堵塞篩孔的情況，導致煤流無法正常進入煤倉。檢修期間，需要采用人工作業的方式對煤倉篩篦進行清理，勞動強度大，危險系數高。

因此，為保證合適粒度的原煤可進入井下煤倉，并且保證采掘工作面工作的連續性，減小井下維護的勞動強度和危險系數，需對煤倉入口破碎系統進行優化設計。

2 煤倉入口破碎系統優化設計

系統優化設計后的工作流程：人工分揀去除煤流中木材等雜質后，將煤流輸送至井下煤倉上方；經設置在皮帶輸送機末端上方的除鐵器除去鐵器等雜質后，煤流進入移動溜槽；通過移動溜槽篩篦將煤粒按直徑300 mm 進行篩分，直徑大于300 mm 的煤粒進入破碎機，破碎后進入煤倉，直徑小于300 mm 的煤粒直接落入煤倉篩篦后進入煤倉。

為方便破碎機故障檢修，在皮帶機與破碎機之間設置移動溜槽[2]。在破碎機停止運轉的同時，移動溜槽向遠離皮帶中心線方向移動，同時移動溜槽閘門關閉，避免過多煤粒進入破碎機，影響后續檢修。在移動溜槽閘門關閉后，皮帶輸送機中煤流無溜槽導流，直接撞擊井下煤倉篩篦后，進入筒倉[3]。

為滿足以上要求，對井下煤倉入口破碎系統進行了優化設計，破碎機及輔助裝置布置圖如下頁圖1 所示。

圖1 井下煤倉破碎機及輔助裝置布置圖

2.1 除鐵器

除鐵器是一種能產生強大磁場吸引力的裝置，它能夠將混雜在煤流中的鐵磁性雜質清除，以保證輸送系統中的破碎機等機械設備能夠安全正常工作，同時，也可有效防止因大、長鐵件劃裂輸送皮帶的事故發生。本次設計中，將除鐵器安裝在皮帶輸送機末端支架上，用以除去煤流中混雜的鐵器，一方面可避免鐵器進入破碎機造成機械傷害事故，另一方面又減少或消除了煤炭升井后原煤處理過程中的鐵器含量，減少了后續工作量。

2.2 破碎機移動式篩篦溜槽

皮帶輸送機與破碎機之間，設置移動式入料溜槽，以作為井下煤倉入口破碎機的入料溜槽。

移動式篩篦溜槽底部為孔徑Φ300 mm 的圓孔專用篩篦。移動式篩篦溜槽傾斜布置，可有效確保煤流進入移動式篩篦溜槽后，由篩篦對直徑小于Φ300mm的煤粒進行首次分選，并可直接落入井下煤倉。這種設計，可以保證超粒煤塊進入破碎機破碎腔，也能分離部分直徑小于Φ300 mm 的煤粒，減少破碎物料通過壓力，減少通過式物料對破碎腔各個部件的磨損，有效保護破碎機正常破碎，提高運轉效率。

移動式篩篦溜槽下部設置閘門閉鎖裝置。閘門閉鎖裝置在破碎機停止運轉的瞬間啟動，同時關閉過煤通道，可防止破碎機破碎腔中因破碎停止而過度存煤，對設備再次啟動造成影響。此外，也能避免因破碎機停轉后，移動式篩篦溜槽中裝滿煤粒而無法正常檢修設備的情況。

設置噴霧系統，并將其安裝在破碎腔頂部，通過連續噴霧方式為破碎腔降塵，此設計有效降低煤揚塵，防止粉塵爆炸。

溜槽設置移動軌道，移動動力為液壓缸，液壓缸帶自鎖閥，避免在非橫移狀態下由于系統壓力瞬間變化而引發的事故。

2.3 破碎機存料槽

設置破碎機存料槽，在移動篩篦溜槽閘門關閉后，移動篩篦溜槽與破碎機之間的物料全部進入存料槽，以保證移動溜槽橫向移動時無煤塊卡阻，保證本套系統的穩定運行。

2.4 雙齒輥強力分級破碎機

雙齒輥強力分級破碎機可對直徑大于300 mm 的物料進行強力破碎，以保證進入煤倉物料≤300 mm；對于直徑＜300 mm 的物料，可直接通過破碎機，不進行破碎。

2.5 破碎機出料溜槽

破碎機出料溜槽為煤流導流裝置，通過此溜槽以引導經破碎機破碎后的煤流進入井下煤倉。

2.6 井下煤倉篩篦

破碎機停轉后，物料直接由皮帶輸送機末端跌落至井下煤倉篩篦，而后進入井下煤倉，保證工作面正常運行。

3 設計預期效果

此次設計包含的過煤方式有破碎過煤和煤倉篩篦過煤兩種方式。系統優化后，增加了系統的可靠性和連續性，有效地保證了井下綜采工作面的連續運行。此外，該系統既可以應用于新建井下煤倉，也可以適用于老舊煤倉的技術改造，可為相關企業提供一定的經驗借鑒。