带式给煤机在主井装载设备中的应用

宋朝瑞

开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司 河北 唐山 063000

0 前言：

唐山矿业公司一号井始建于1879年，清末洋务运动时安装，1881年投入使用，承担着该矿一半原煤的提升任务，配有1对10t底卸式箕斗，设计提升能力179万t/a。

该主井箕斗采用定时装载方式。原煤中煤质、水份含量、矸石含量、颗粒度及溜煤速度的不确定性，造成箕斗装载重量的不可控，极易造成超载。超载运行危害很多，钢丝绳首当其冲，超载运行时钢丝绳静张力增大，极易出现断丝、绳径急剧缩小等严重后果。超载导致提升机的超负荷运行，主轴装置及传动系统的薄弱部位冲击较大，降低主轴装置及传动系统的使用寿命。提升机超负荷运行时，电机电流增大，温度升高，绝缘降低，大大降低电机的使用寿命，严重时出现提不动、甚至烧电机的现象。

箕斗的定时装载不满足安全生产，需通过技术改造安装可靠性高、适用性强的定重装载设备。《煤矿安全规程》第393条：箕斗提升必须采用定重装载[1]。因此，对箕斗实行定重装载是保证主井提升安全可靠的必然发展方向。

1 原装载设备

1.1 原装载设备工作原理

原装载设备采用定时装载形式。其工作原理：原煤完全靠自重，由煤仓，途经呈45°斜度的一系列溜槽，最终喂至箕斗；箕斗的装载量是由液控扇形闸门的开启时间决定的，其逻辑动作是以PLC为核心的控制部分，控制液压设备实现的。

1.2 原装载设备存在的问题

(2)装载动作的核心是扇形闸门的开合，扇形闸门闭合时存在卡块的事故隐患。

(3)生产工艺环节多且复杂，出现故障的概率大。

(4)装载设备占用空间大，维护空间小，为日常检修或处理故障时带来不便。

2 装载设备技改的方案选择

2.1 技术改造的原则

(1)必须满足《煤矿安全规程》。

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(2)避免出现超载、欠载现象，避免出现“二次装载”，同时保证装载周期。

(3)控制部分与主提电控部分做到无缝对接，兼容性好。

(4)力求装载工艺[2]环节少且简单，设备占用空间小。

(5)装载工程中避免出现卡块和洒煤现象。

(6)根据现场条件，做到技改工作量最小，改造周期最短。

2.2 技改方案的确定 根据该矿井年度更新改造计划，结合现场条件，经过深入的调查研究，确定最终的技改方案：

(1)将原装载设备拆除，安装给煤机本体及附属设备。

(2)对控制部分升级改造，将采集的各类数据和指令等信息，利用工业环网上传至车房工控机。

(3)对信号系统更新改造，实现装载手动、自动和点动三种模式。

(4)安装高清视频监控设备，并将视频信号传输至车房监视器。

(5)完善检修平台、信号工小屋及现场标准化工作。

2.3 新装载设备的工作原理 技改后的装载设备，如图1所示，由给煤机本体及其附属溜槽、称重计算模块[3]、控制系统、信号系统、视频监控系统和液压控制系统等组成。

工作原理：驱动装置通过链传动，带动驱动滚筒和输送带，输送带运动使原煤通过导料槽装入箕斗，输送带回程，如此循环直至装载完成。

图1 新装载设备示意图

2.4 称重计算原理 该设备装有称重传感器和速度传感器，分别检测原煤的重量信号和输送带的速度信号，两信号经转换器转换成数字量送入积算器进行处理，得到原煤重量的累计值和瞬时值。该计算原理被称为分批计量系统，它由积算器的流量储存功能和工控机的数据处理功能共同完成。

当累计值达到设定值时，控制主机发出停机命令使驱动装置断电停机，经过短时间的延迟后发出提升信号，装载动作完成。

3 装载设备技改后的优点

经过1年的使用，该装载设备趋于稳定，对比原装载设备，有以下优点：

(1)实现了装载定重精准化，解决了超载问题，符合《煤矿安全规程》，做到了安全提升。

(2)结合电控系统和信号系统，可实现车房对装载设备的远程控制，也可实现装载自动化，达到了“自动化减员”的目标。

(3)结合电控系统和视频监控系统，实现车房对装载信息的实时监控和装载现场的可视化，达到了“无人值守”的目标。

(4)驱动装置功率下降了63.3%，工作方式由连续式改为间歇式，达到了“节能降耗”的目标。

(5)解决了欠载问题的同时，缩短了装载周期，提高了生产效率。

(6)设备占用空间小，维护保养方便。

(7)装载工艺环节少，故障率降低。

(8)卡块现象基本杜绝，洒煤现象明显减少。

(9)噪音降低，明显改善作业环境。

4 结论

针对原装载设备的各种问题，通过技术改造，逐条解决，最终符合《煤矿安全规程》。将主井装载设备建设成“本质安全型”，起到了积极作用，本次技改为其他矿井主井装载设备改造提供了思路。