連采掘進工作面出煤系統的優化設計研究

楊 健，李小輝

（晉能控股煤業集團有限公司寺河礦，山西 晉城 048000）

1 研究的背景和意義

在掘進工作面出煤系統中，往往會與運輸大巷交叉，為了滿足車輛通行要求，往往會在1 m皮帶前面再安裝一部地溝溜，這樣不僅會增加一部系統和崗位，而且由于40 t溜子故障率高，增加了設備事故率和檢修工作量；針對此種問題，研究設計一種1 m皮帶可跨越運輸巷的卸載延伸架。

掘進工作面隨著巷道向前延伸，由于掘進工作面使用的1 m皮帶驅動裝置功率有限，通常1 m皮帶每延伸達到1 000 m時，需要增加一部1 m皮帶來滿足工作面出煤需要[1-2]。崗位的增加帶來了事故率的提升和開機效率的降低，人員投入也進一步增加。為了提高皮帶運輸效率，提高維護效率以及減少人員投入。采用promos電控保護系統來集中控制掘進工作面的皮帶系統。

2 研究內容

2.1 1 m皮帶可跨越運輸巷的卸載延伸架

1）首先根據1 m皮帶機頭大架即主副滾筒架結構特點和橫梁孔眼布置情況，加工如圖1所示的機頭提升架；根據跨運輸大巷高度，設計提升架爬坡高度；同時為保證兩個卸載滾筒處皮帶平順，加工兩個布什座，具體如下圖1所示。

圖1 機頭提升架

2）根據延伸架長度，加工如圖2所示的延伸中間架，每架長度固定為3 m一架；同時加工底托輥架，橫梁上部預留托輥掛耳架孔。

圖2 延伸中間架

3）根據延伸架提升和過渡高度，加工如圖3所示加高架，加高架根據巷道長度和卸載部落差，加工如干加高架，加高架高度保證延伸段平順過渡至卸載部。

圖3 加高架

4）卸載架和其底座架加工如下頁圖4所示；卸載架機頭部要滿足卸載滾筒安裝要求，同時滿足強度要求，對卸載滾筒安裝位置處焊加強筋；同時滿足清帶器安裝預留孔；底座架和卸載架配合，高度要保證卸載架搭接至下部出煤系統上[3-4]。

圖4 卸載架和底座架

2.2 掘進工作面皮帶集中控制系統的應用

2.2.1 主要設備清單

掘進工作面皮帶集中控制系統所用的主要設備，如下表1所示。

表1 掘進工作面皮帶集中控制系統所用主要設備

2.2.2 操作說明

2.2.2.1 啟動皮帶

啟動條件為皮帶沿線正常，沒有急停閉鎖，皮帶保護都正常。

1）自動方式：“方式選擇旋鈕”打到“自動”位置。將“所有皮帶啟停旋鈕”打到“起”位置：皮帶先語音報警，后一部、二部、三部皮帶依次順序啟動，直至所有三部皮帶正常運行。

2）單機方式：“方式選擇旋鈕”打到“單機”位置。先按“預警”，NF變為1后，將控制面板上“一部皮帶啟停旋鈕”“二部皮帶啟停旋鈕”“三部皮帶啟停旋鈕”打到“起”位置：先語音報警，后對應的一部、二部、三部啟動皮帶，直至皮帶正常運行[5]。

3）維修方式：“方式選擇旋鈕”打到“維修”位置。先按“預警”，NF變為1后，將控制面板上“一部皮帶啟停旋鈕”、打到“起”位置：先語音報警，后一部啟動皮帶，直至皮帶正常運行；將二部、三部皮帶機頭接口箱對應的“二部、三部皮帶啟停按鈕”“按下”，先語音報警（聽到皮帶語音報警后松開按鈕），后對應的二部、三部啟動皮帶，直至皮帶正常運行。

2.2.2.2 停皮帶

1）自動方式：將“所有皮帶啟停旋鈕”打到“停”位置，三部皮帶正常停車。

2）單機方式：將“一部皮帶啟停旋鈕”“二部皮帶啟停旋鈕”“三部皮帶啟停旋鈕”打到“停”位置，對應的一部、二部、三部皮帶正常停車。

3）維修方式：將“一部皮帶啟停旋鈕”打到“停”位置，一部皮帶正常停車；將二部、三部皮帶機頭接口箱對應的“二部、三部皮帶啟停按鈕”“按一下”，對應的二部、三部皮帶正常停車。

4）急停閉鎖、前方皮帶閉鎖保護、皮帶保護動作和沿線故障時，皮帶緊急停車。

3 應用效果

3.1 1 m皮帶可跨越運輸巷的卸載延伸架

1）本設計研究在1 m皮帶機頭大架位置不變的情況下，將卸載部通過加高架，橫跨運輸大巷后延伸搭接至下部出煤系統上，簡化出煤系統，同時針對1 m皮帶卸載延伸架進行模塊化設計，來達到其通用性。

2）通過本設計，免去了安裝地溝溜所帶來的大量施工負擔和減少一名崗位人員的投入。提高了檢修維護的效率，降低了事故率，提高了生產效率。

3.2 掘進工作面皮帶集中控制系統

1）在較大程度上提高了皮帶的效率。集中控制的一個特點是響應快，節約了皮帶開啟和停止運轉的以及系統開啟和關閉的時間。另一方面集中控制有較高的可靠性和安全性，大大降低了事故的發生率，節約了檢修和維護的時間。

2）系統統一控制，節約了崗位人員投入，減少了操作人員，一方面提高了人員利用率，另一方面操作人員減少降低了操作人員發生事故的可能性，對保障操作人員安全有很大保障，提高了安全效益。

3）通過集中控制可以實現皮帶的集中、自動化控制，能夠減少崗位人員數量，降低維護使用的人員投入，降低工人數量進而降低人工成本，提高生產效率。

4 結語

連采掘進工作面出煤系統的運行情況，將直接影響到工作面生產效率，根據寺河礦連采掘進工作面出煤系統實際應用中現存的不足，通過在連采掘進工作面出煤系統綜合應用卸載延伸架與皮帶集中控制系統，有效提高了連采掘進工作面生產效率，節約了人力物力成本，該研究可為類似工況下的連采掘進工作面出煤系統的優化提供參考。