雙開式定量斗的設計及特點

梁朝暉，蔣守勇

（煤炭工業濟南設計研究院有限公司，山東 濟南 250031）

雙開式定量斗的設計及特點

梁朝暉，蔣守勇

（煤炭工業濟南設計研究院有限公司，山東 濟南 250031）

介紹了改進設計的一種計量裝載設備，通過分析現有計量裝載設備在實際應用中存在的問題，針對唐口煤礦的條件，對計量裝載設備整體結構進行了優化改進，克服了由于翻板使用而帶來的一系列缺點，降低了設備的整體高度，縮短了裝載時間，具有明顯的經濟及社會效益。

計量裝載；小車分配溜槽；斜翻板；可拆卸活動板

目前，我國煤礦主井井底箕斗裝載設備分“一對一”和“一對二”兩種型式。“一對一”即兩條裝載帶式輸送機，通過兩套計量裝載設備將物料各自給入對應的箕斗；“一對二”即由一條裝載帶式輸送機通過一套計量裝載設備并由其下部翻板式分配溜槽將物料分別給入兩個箕斗。

我院為濟寧三號煤礦（生產能力500Mt/a，箕斗載重22t）及唐口煤礦（生產能力300Mt/a，箕斗載重16t）設計的井下裝載計量設備均采用所謂“一對二”型式，即兩條帶式輸送機分別對應兩套計量裝載設備，每套計量裝置又分別為兩個箕斗裝煤，如圖1所示。

從濟寧三號投產后運行的情況及類似于此類布置的其他礦井的現場生產中，我們發現其存在以下幾個方面的問題：

（1）分岔溜槽中的翻板（件3）在工作中往往會被煤塊卡住，影響生產的正常進行。而排除故障的唯一方法只有靠人力，既費力又不安全；

（2）翻板在煤流及其中煤塊的不斷沖擊下，極易發生變形和磨損，在更換和維護翻板時，由于其變形的原因，所以很難順利進行，且由于其下溜槽口正對主井井底，因此操作起來非常危險；

（3）翻板開啟的沖擊噪聲對裝載硐室的工作環境影響很大；

圖1 “一對二”計量裝載設備結構視圖

（4）箕斗下落到裝載位置后，先由小氣缸（件4）將翻板打到一側（非裝載側），然后大氣缸才開啟扇形閘門為箕斗裝載，增加了裝載時間；

（5）分岔段（件5）及其下接直段部分溜槽，增加了整個裝載設備的高度，既增長煤流在溜槽中的流動時間，也為裝載硐室的施工增加了難度和費用。

因此，在對唐口煤礦主井井底箕斗裝載設備的創新設計中，基于以上“一對二”計量裝載設備在生產中暴露出的諸多問題，進行了優化改進。

1 結構方案的探討

唐口礦井位于山東濟（北）礦區，設計生產能力300萬t/a，主井井筒凈直徑為?7.5m，裝備四個16t箕斗，呈“一”字形排列。該礦井地質情況復雜，井筒基巖段特別是-740m以下的二迭系地層具有埋藏深、高角度裂隙發育、含水層多且厚度大的特點，裝載峒室所處位置也正呈現軟巖特性（裝載標高-929.400mm）。所以，如何降低裝載硐室的高度，對于提高井筒安全性能及降低施工成本，都具有十分重要的意義。

本礦井主井井筒內布置4個提升箕斗，為減少井下設備數量，減少井下開拓工程量，提高設備利用率，減少投資，裝載計量設備與提升箕斗采用“一對二”的布置形式。

2 計量裝載設備結構形式的改進

在現有設備結構型式的基礎上，我們對其結構型式進行了以下的改進和創新。

2.1 活動小車分配溜槽代替翻板分配溜槽形式

改進后的結構形式如圖2所示。該結構解決的主要問題是克服翻板溜槽在運行中所出現的諸多缺點。其結構特點為：

（1）活動小車分配溜槽入口與計量倉扇形閘門下口相聯，兩個分岔出口分別與給箕斗裝煤的兩個裝載溜槽相接。煤流不是靠斜翻板的變位來改變出口方向，而是靠分配溜槽內一水平移動的小車的水平變位來實現，小車的承載部分設計成一個分岔口的長度，平時封閉著一個卸載口，另一個分岔口是通路，承載小車靠水平氣缸移動交替讓開一個卸載口使煤通過。

圖2 活動小車分配溜槽代替翻板分配溜槽形式

（2）水平小車的承載部分是箱形結構，承載能力大，耐沖擊不易變形。

（3）承載小車的水平移動靠氣缸帶動，其下有一組滾輪在溜槽的導軌上運行，運行阻力小，平穩、無沖擊，可大大減少氣缸的出力。

本結構形式解決了靠斜翻板的變位來改變煤流分向的問題，克服了由于翻板使用而帶來的一系列缺點。但由于活動小車溜槽在峒室的布置中占距空間較大，峒室的寬度設計還需加大，且計量倉的整體高度也未有效的降低，這是本設計的缺憾處。

2.2 翻板加在斜段溜槽上，直接對箕斗裝載形式

改進后的結構形式如圖3所示。解決的主要問題是降低了計量倉的整體高度。其結構特點為：

（1）分岔及裝載溜槽在一個角度上直接相聯，沒有了直段溜槽。大大降低計量裝載設備的整體高度。

（2）翻板處于分岔段的斜槽中，仍有兩個小氣缸來控制其開閉，由于此時翻板所處的位置與煤流的來向都呈45°角，所以這樣就避免了煤流對翻板的直接垂直沖擊，對翻板起到了一定保護作用。同時，在分岔段上端面及側板的設計中，盡量作成能隨時拆卸的活動板，這樣有利于翻板被卡事故的處理及其維護和更換。

本結構形式最大的可取之處是降低了裝載設備的整體高度。翻板的設置雖說較前者有了一些技術上的改進，但翻板結構在生產中所暴露出來的種種弊端，仍有可能在本方案中出現。

2.3 直接在計量倉本體的下端口分岔

該結構直接在計量倉本體的下端口分岔，并在兩端口各設一平板閘門，有各自的氣缸開啟，通過斜段溜槽，直接對箕斗進行裝載。如圖4所示。其結構特點為：

（1）本計量裝載設備，直接在計量倉本體的下端分岔，并在兩端口各設一平板閘門，有各自的氣缸開啟（設兩個大氣缸），所以煤流不需要靠斜翻板的變位來改變出口方向，因此也不會發生前面所敘述中由于翻板的使用而引起的系列問題,此是設計者追求的目標之一；

圖3 翻板加在斜段溜槽上，直接對箕斗裝載形式

圖4 直接在計量倉本體的下端口分岔

（2）計量設備的整體高度大大降低（這是吸收了2結構形式的特點），也是設計者所追求的第二個目的。

基于以上結構的優勢，故確定本結構為唐口煤礦主井井底裝載計量設備創新設計的結構形式。

3 結論及應用前景

本創新設計形式在國內煤礦計量裝載設備的設計中是獨特的，不但改善了由于翻板使用帶來的種種不便，還簡化了氣路的設置。

本計量裝載設備與已有結構設計相比，其整體高度降低了4.218m，僅裝載峒室土方量的開拓即可減少約160m3，同時降低了峒室的支護厚度，節省了礦建材料，也減少了施工難度，其經濟及社會效益明顯。

根據現場測試，由于省掉了翻板及小氣缸開啟的時間、降低溜槽高度節省了煤流在溜槽中流動的時間，兩項共可節省裝載時間約5s左右，為今后礦井的擴大生產創造了有利條件。

唐口礦井裝載計量設備的獨特設計結構，為該系列設備的設計提供新的思路，并為煤礦技術的不斷創新發揮積極作用。

[1]國家安全生產監督管理總局，國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2011.

Design and characteristics of double open type hopper

LIANG Zhaohui,JIANG Shouyong
（Coal Industry Jinan Design&Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250031,Shandong China）

A kind of improved measurement loading equipment has been introduced in the text.By analysis of the problems of the current measurement loading equipment existing in the actual application,aiming at the Tangkou Coal Mine conditions,the optimized improvement has been conducted to the integral structure of the measurement loading equipment.The series of shortcomings caused by flap plate have been overcome.The overall height of the equipment and the loading time have been reduced,which has obvious economic and social benefit.

Measurement loading;Car distribution chute;Oblique flap plate;Detachable movable plate

TD521

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.013

1672-0121（2017）04-0044-03

2017-03-12；

2017-05-08

梁朝暉（1961-），男，高工，從事機電一體化、煤礦機械設計研究。E-mail：liangzhaohui@cjdchina.com