煤礦用耙斗式裝巖機分析及改進

胡小兵

（西曲礦工程機電隊， 山西 太原 030200）

1 煤礦用耙斗式裝巖機的結構

由圖1可以看出耙斗式裝巖機的結構較為簡單，一共由九部分組成，相較于其他類型的裝巖機而言，結構組成數量較少。具體結構如下：

1）固定楔。利用固定楔的固定作用，將其作用在掘進工作面上，以此來對尾輪進行懸掛。

2）尾輪。尾輪是懸掛在固定楔上的部件，主要作用是將耙斗通過用尾繩引導其返回工作面。

3）耙斗。耙斗受主繩與尾繩的雙重牽引作用，往返重復運動，將巖石耙取，再通過料槽、中間槽、卸料槽共計三槽，最終將巖石裝入礦車內，也可以是箕斗內。

圖1 耙斗式裝巖機的結構示意圖

4）小絞車。電動機→減速機→兩個行星滾筒→兩組制動器最終形成小絞車。

5）臺車。首先臺車是耙斗式裝巖機的機架，以及耙斗式裝巖機的行走部件，耙斗式裝巖機的全部重量被它承受。小絞車則被安裝在臺車上，有操縱機器結構的重要作用，并安有支持中間槽的支架和支柱。

6）導向輪。導向輪位于耙斗式裝巖機的后部位置安裝，有導向作用，且可以改變鋼絲繩的方向。

7）撐腳。對料槽尾部起到支撐作用，能夠調節高度，還可以穩定機器。

8）進料槽、中間槽、卸料槽。耙取的煤矸石經由料槽容納，并依次經過三槽底部的卸料口，最終卸入礦車內。

9）電氣部分。該部分為耙斗式裝巖機提供充足的動力，主要采用QC83-80型礦用防爆開關、DZ3B-11型防爆電動機、LA81-2型防爆按鈕等電氣設備。

2 工作原理

由圖2可以看到料槽內的巖石被耙斗耙入而來，而礦車或箕斗的巖石卸入則是在料槽的卸料口，最終形成掘進機械化裝巖過程。而在工作的過程中，常出現卸槽末端抖動現象，為了防止其抖動，在卸料槽支撐到底板上安設一副撐腳，以此來預防卸槽末端抖動現象的產生。另外，機器下滑也是較容易出現的現象，設計中安置了阻車器，防止機器下滑的同時進一步鞏固耙斗式裝巖機的使用功能。另外，尾輪的懸掛也是設計中必須考慮的內容，可采取固定楔固定在掘進工作面的作業面上。如果需要改變耙斗的耙裝位置，則可以通過移動固定楔和尾輪的位置而實現，耙裝寬度從而被擴大。

圖2 耙斗式裝巖機的工作原理圖

3 煤礦用耙斗式裝巖機的特點

煤礦用耙斗式裝巖機使用范圍廣、機結構簡單、操作便捷[2]，見圖3。它可在巷道高約2 m左右的范圍內使用，而寬度則可用于超過2 m以外的水平巷道，也可以應用于傾角小于35°的傾斜巷道。在彎道較難裝載的地段，該設備也可以靈活應用并完成裝載工作。耙裝用耙斗式裝巖機可應用在塊度達300～400 mm的大巖石[3]。另外，煤礦用耙斗式裝巖機便于制造，但體積較大，鋼絲繩磨損快。

圖3 煤礦用耙斗式裝巖機效果圖

4 耙斗裝巖機的技術改進

以某礦為例，所使用的耙斗式裝巖機的卸矸槽尺寸僅是一輛3 t礦車的長度，該類裝巖機一次僅能裝卸一輛礦車，由于頻繁啟動，加之井下作業環境較差等原因，經常會發生電機燒毀等事故，嚴重影響了礦井巷道的掘進效率，同時還要浪費大量的維修時間。經研究，采用加長裝巖機中卸矸槽的長度對其進行機身改造，使其一次性可以裝載三輛礦車。現場實踐表明：該技術的改進減輕了工人的勞動強度，提高了裝巖效率和掘進速度，進而獲得了可觀的經濟效益。

在實際操作中，由于裝巖過程中速度較快，耙斗處的巖石不在一個水平面上，使得綁繩上下左右擺動幅度大，同時缺少護欄繩，導致間距太大，容易造成護繩甩出傷及司機和周圍作業人員。在改進時，對司機前方處和機器處增加保護柱，同時固定護身板，保護柱可以用鋼絲繩兩根垂直于水平面的鋼管，鋼管的高度可以依據綁繩上下擺動的高度來確定，也可以在機器處地面上打兩根深度達80 cm的樁，再用鋼絲繩幫把鋼管與樁捆綁在一起，從而降低綁繩在耙巖過程中產生抖動，進而避免綁繩甩出后對人員的傷害。

5 煤礦用耙斗式裝巖機的事故預防措施

1）裝巖（煤）前，矸石或煤堆上必須進行灑水，以及沖洗頂幫，以此來達到降低煤塵濃度，進而防止因降煤塵不及時產生的爆炸。

2）應考慮選用耙斗式裝巖機，在其運行中，操作人員必須嚴格按照規范要求設定耙斗式裝巖機與掘進工作面的安全距離以及被允許的偏差距離，以此來保證掘進的穩定運行。

3）鋼絲繩滑輪的錨樁固定以及錨樁孔深與牢固程度必須符合規定要求，并按照規定要求執行操作。

6 結語

本次研究顯示，違章作業、操作水平有限以及粉塵濃度不達標等均是導致煤礦用耙斗式裝巖機安全事故的關鍵，因此，要根據煤礦用耙斗式裝巖機的工作原理掌握其運行規范是提升操作水平有限的關鍵，另外，對于一些粉塵濃度不達標的現狀，需采取降塵措施，從而預防煤塵濃度升高引發爆炸事故的產生，降低違章作業現象，避免由于人為因素產生的事故。