端頭180°水平液壓翻矸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要 榆樹田煤礦現(xiàn)為試生產(chǎn)礦井，原基本建設(shè)期間高位側(cè)翻式排矸系統(tǒng)已拆除，為解決排矸問題，通過側(cè)翻式、翻滾籠、前翻式3種排矸系統(tǒng)的比較，決定使用前翻式端頭180°水平液壓翻矸排矸方式，運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)用后的實(shí)踐證明，該系統(tǒng)占用空間小、工作流程少，施工效率高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞 排矸系統(tǒng)運(yùn)輸;端頭180°水平;液壓前翻式;實(shí)施效果

1 問題的提出

夏闊坦礦業(yè)公司榆樹田煤礦為改擴(kuò)建礦井，設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力90萬噸/年。井田東西長3.88km，南北寬0.76～2.41km，由于地面廣場設(shè)計(jì)比較狹小，三面靠臨山體，基建期間排矸石系統(tǒng)是井下矸石裝載入1.7m?固定礦車，由主、副井各設(shè)置提升機(jī)牽引井口后經(jīng)高位側(cè)翻機(jī)落地后，由裝載機(jī)裝運(yùn)至汽車，外運(yùn)到礦井臨時(shí)矸石排矸場地，用來填溝、平整場地、鋪路等。

2 方案的確立

目前，一般煤礦地面排矸系統(tǒng)處理矸石的方式有①設(shè)置矸石山，缺點(diǎn)是由于箕斗運(yùn)輸?shù)牟贿B貫性及往返矸石裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)的等待時(shí)間較長，矸石山設(shè)備及軌道維護(hù)量大。②基建期間的臨時(shí)排矸系統(tǒng)，缺點(diǎn)是基建期間臨時(shí)使用，一旦進(jìn)入生產(chǎn)階段，排矸裝置就需拆除，須重新設(shè)計(jì)改造。③根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際狀況，將矸石礦車升井后，由調(diào)度絞車牽引，配合推車機(jī)推入翻車機(jī)，使用前翻式端頭180°水平液壓翻矸排矸方式，翻車架連同礦車向前翻轉(zhuǎn)，經(jīng)卸載輸送機(jī)轉(zhuǎn)載裝運(yùn)汽車外運(yùn)。鑒于原因分析，我們課題組人員確定，選擇第3種方案，對(duì)排矸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及應(yīng)用，認(rèn)為該方式占地少，效率高，工序簡單，安裝方便，維修量少，工作平穩(wěn)可靠，滿足現(xiàn)場安全生產(chǎn)的要求，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[1]。

3 排矸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（1）方案設(shè)計(jì)原則。本設(shè)計(jì)的液壓翻車機(jī)采用前傾式翻卸方式，其基本原理是推車機(jī)把一輛重載礦車推進(jìn)翻車機(jī)后，翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)180°將矸石卸出并回到水平位置，同時(shí)推車機(jī)將空礦車牽引出，推車機(jī)再頂入下一輛礦車準(zhǔn)備翻卸，依次往復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)礦車卸料。根據(jù)礦井實(shí)際，利于原山體護(hù)坡落差3米的高度，作為翻矸系統(tǒng)卸載點(diǎn)，加工制造支撐機(jī)架和卸載漏斗，對(duì)翻矸液壓系統(tǒng)采用手動(dòng)和自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，達(dá)到排矸目的，滿足現(xiàn)場要求。②設(shè)計(jì)方案的確立。①排矸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于受到場地的限制，無法設(shè)置矸石山排矸，根據(jù)現(xiàn)場狀況，從副斜井提升到井口的矸石礦車，使用對(duì)拉電絞牽引至推車機(jī)前，推入液壓前傾式翻車機(jī)，經(jīng)卸載漏斗，由卸載皮帶裝入汽車轉(zhuǎn)運(yùn)。③地面液壓前傾式翻車機(jī)手-自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)。a.液壓前傾式翻車機(jī)主要由翻車裝置、泵站、操作臺(tái)三大部分組成，采用自-手一體化控制，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩用，平時(shí)為自動(dòng)控制位置，遠(yuǎn)方操縱，也可手動(dòng)近控操作。b.手動(dòng)液動(dòng)翻轉(zhuǎn)（機(jī)旁手動(dòng)閥控制）操縱裝置工作原理：液壓翻轉(zhuǎn)時(shí)，使用機(jī)旁手動(dòng)閥操縱液壓馬達(dá)，通過聯(lián)軸器帶動(dòng)翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)及復(fù)位，完成翻轉(zhuǎn)卸載。c.液壓前傾式翻車機(jī)自動(dòng)化控制原理：使用集中控制臺(tái)的操作按鈕，矸石礦車經(jīng)推車機(jī)推到翻車位置后，啟動(dòng)翻車機(jī)向前按鈕，操作翻車機(jī)使其前傾翻轉(zhuǎn)，當(dāng)翻車機(jī)端頭達(dá)到180°后，接近開關(guān)斷開，常閉點(diǎn)關(guān)閉，電控氣閥吸合，制動(dòng)擋關(guān)閉。按下向后按鈕，接近開關(guān) sL吸合，電控氣閥吸合，傾倒空的礦車向后返回，恢復(fù)到水平位置，由推車機(jī)牽引出來，進(jìn)入空車道，下一輛重車再進(jìn)入翻車機(jī)進(jìn)行翻車卸載，進(jìn)行往復(fù)循環(huán)。d.自動(dòng)控制與手控轉(zhuǎn)換方法 ：把自動(dòng)控制手柄轉(zhuǎn)至手動(dòng)位置，關(guān)閉截止閥，根據(jù)流程的需要轉(zhuǎn)到手動(dòng)控制位置。e.技術(shù)參數(shù)，軌距：600mm，軸距：750mm，輪徑：φ300nn。適用礦車尺寸：2400X1050X1200。礦車進(jìn)翻車機(jī)速度：<0.5m/s。生產(chǎn)能力：120～150t/h。翻轉(zhuǎn)角度：180°。馬達(dá)型號(hào)：NAM11-1100。電機(jī)功率：4kW，電壓380V。泵排量：10ml/r。f.操作方法：將裝滿煤（矸）的礦車推入翻車機(jī)，推車工離開翻車機(jī)后，操作工先啟動(dòng)泵站，搬動(dòng)換向閥手柄，翻轉(zhuǎn)架連同礦車向前翻轉(zhuǎn)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)到90°，由于重心偏離使翻轉(zhuǎn)架加速翻轉(zhuǎn)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)到180°時(shí)，限位塊碰撞到彈性緩沖裝置而停止。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

①運(yùn)輸線路道岔設(shè)計(jì)，地面系統(tǒng)運(yùn)輸線路采用重車道、輕車道兩條運(yùn)輸線路，道岔運(yùn)用自動(dòng)化設(shè)計(jì)。②液壓推車機(jī)設(shè)計(jì)及使用，推車機(jī)安裝到與翻矸機(jī)相連接的位置，執(zhí)行車輛推入翻矸機(jī)機(jī)架內(nèi)，由液壓泵站提供動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組作圓周運(yùn)動(dòng)。③卸載運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)及使用，漏斗采用安裝電動(dòng)閥門控制關(guān)閉，卸載至下方皮帶輸送機(jī)機(jī)尾處，輸送機(jī)采用YD型油冷式電動(dòng)滾筒牽引，經(jīng)卸載滾筒裝至汽車外運(yùn)。④控制集中自動(dòng)化設(shè)計(jì)，從推車機(jī)-翻車機(jī)-卸載漏斗-輸送機(jī)，全部采用集中控制方式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，安全可靠性強(qiáng)，減少人為因素失誤造成運(yùn)輸事故。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

①節(jié)約各類費(fèi)用。排矸系統(tǒng)使用液壓翻矸機(jī)后汽車外運(yùn)，原矸石山提升需設(shè)置提升絞車、翻滾籠、排矸架、箕斗車、運(yùn)輸軌道等不用，節(jié)約了大量的材料費(fèi)用和電力費(fèi)用。②減少了大量的勞動(dòng)力和人工工資?，F(xiàn)每班減少各類司機(jī)和維護(hù)人員10人以上，減少人員設(shè)置和人員工資支出。③加快礦車的周轉(zhuǎn)率，排矸效率增加。大幅度提高了地面排矸系統(tǒng)的運(yùn)輸能力，確保了正常生產(chǎn)用車的要求。④安全效益顯著。采用集中控制方式，系統(tǒng)簡單，安全可靠，減少人員操作和使用，安全效益顯著。

5.2 社會(huì)效益

①可省去地面的矸石堆放場地，避免矸石升井后占用耕地。②避免矸石山的自燃現(xiàn)象，減少對(duì)環(huán)境造成污染。③使用汽車外運(yùn)用來填溝、平整場地、鋪路等，美化了環(huán)境。

6 結(jié)束語

通過對(duì)翻矸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用，設(shè)備性能安全可靠，各項(xiàng)安全指數(shù)達(dá)標(biāo)，節(jié)省了大量的人力、物力和電力及設(shè)備，簡化了工作流程，提高了運(yùn)輸效率和礦車周轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)了集控化，安全性得到了提高，為我礦安全生產(chǎn)提供有力保障，對(duì)保證煤礦高效、安全、潔凈生產(chǎn)等方面都有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉金海，姜福興，孫廣京，等.深井綜放面沿空順槽超前液壓支架選型研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，（11）：2232-2239.

作者簡介

王勝忠（1969-），男，江蘇徐州人;畢業(yè)院校：中國礦業(yè)大學(xué)，學(xué)歷：本科，機(jī)電工程師，現(xiàn)就職單位：徐礦集團(tuán)新疆庫車縣夏闊坦礦業(yè)開發(fā)責(zé)任公司，研究方向：煤礦機(jī)電類。