一種防潰倉安全保護裝置的研究與應(yīng)用

仝慧君

（山西煤炭進出口集團韓家洼煤業(yè)有限公司，山西 大同 037000）

1 概述

山西煤炭進出口集團韓家洼煤業(yè)設(shè)計生產(chǎn)能力90 萬t/a，原煤提升采用斜井提升方式，井下各工作面原煤經(jīng)運輸大巷集運至井下煤倉。煤倉采用垂直式設(shè)計，有效容積500 t，煤倉底部安裝有K 式往復(fù)給煤機。當煤倉發(fā)生堵塞事故，在處理堵塞時如果處理不當會出現(xiàn)潰倉現(xiàn)象，大量的煤泥或水煤瞬間從倉口潰泄而出，將皮帶機尾及周圍設(shè)備掩埋，甚至造成人員傷亡。為應(yīng)對并解決好井下煤倉潰倉問題，有效避免現(xiàn)有技術(shù)及工藝方面的缺陷，提出一種井下煤倉防潰倉安全保護裝置。

2 防潰倉保護裝置工作原理

井下煤倉防潰倉安全保護裝置主要由觸動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)等模塊構(gòu)成。其中，觸動系統(tǒng)主要安裝在給煤機出口處，執(zhí)行系統(tǒng)安裝在給煤機出口結(jié)構(gòu)的上部，觸動系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)則分別連接控制系統(tǒng)相應(yīng)接口，控制系統(tǒng)最終通過觸動系統(tǒng)將執(zhí)行指令傳導(dǎo)至執(zhí)行系統(tǒng)的控制開關(guān)，執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)操作后給煤機出口便有效封堵。

2.1 執(zhí)行裝置

執(zhí)行裝置包括封堵板、滑軌架和液壓缸。滑軌架固定連接在給煤機出口頂部，封堵板設(shè)置在滑軌架的軌道內(nèi)，液壓缸的缸筒通過連接架與給煤機出口的側(cè)壁固定連接，且液壓缸與封堵板平行設(shè)置，液壓缸的活塞桿底部與封堵板底部通過連接片固定連接。給煤機出口頂部連接有多個執(zhí)行裝置，多個執(zhí)行裝置的液壓缸分別通過液壓管與液壓泵相連接。在圖1 中，給煤機側(cè)板間距比封堵板設(shè)計寬度大5 mm，封堵板設(shè)計高度則和給煤機側(cè)板高度保持一致；滑軌架5 的中部通過第一連接鐵架7 與給煤機1 出口頂部焊接，封堵板4 的兩個側(cè)邊設(shè)置在滑軌架5 的軌道內(nèi)，液壓缸6 的缸筒通過第二連接鐵架8 與給煤機1 出口的側(cè)壁固定焊接，且液壓缸6 與封堵板4 前后平行設(shè)置，液壓缸6 的活塞桿9底部與封堵板4 底部通過鋼制的連接片10 相焊接。

圖1 井下煤倉防潰倉保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 觸動裝置

觸動傳感器是本設(shè)計中井下煤倉防潰倉保護裝置觸動系統(tǒng)的核心，觸動傳感器主要借助連接件安裝在給煤機出口處側(cè)壁位置。如圖1，觸動裝置有兩個紅外觸動傳感器2，兩個觸動傳感器2 分別通過一個40 mm×30 mm 的鐵板固定在給煤機出口外0.7 m 位置，且位于皮帶上方0.5～0.6 m 處。

2.3 控制裝置

控制裝置包括控制器，控制器內(nèi)設(shè)置有主芯片，控制器分別與觸動傳感器和液壓傳動設(shè)備電連接，液壓傳動設(shè)備與液壓泵相連接。如圖1，控制器3的開關(guān)電路與液壓傳動電機16 電連接，液壓傳動電機與液壓泵相連接，液壓泵通過液壓管分別與多組執(zhí)行裝置的液壓缸6 相連接?？刂破髟O(shè)置在箱體內(nèi)，箱體與巷道側(cè)壁固定連接。

在控制系統(tǒng)安裝的過程中必須將液壓缸調(diào)整至上死點，執(zhí)行系統(tǒng)封堵板底面和給煤機底板間隙嚴格控制在300 mm。封堵板與煤倉下出口之間的距離最大為0.3 m，以避免煤泥從執(zhí)行系統(tǒng)與煤倉之間外溢泄漏。發(fā)生潰倉時煤泥出現(xiàn)大量外泄，此時會使觸動傳感器2 感應(yīng)，控制器3 動作開關(guān)電路，使液壓裝置啟動，液壓裝置的活塞桿9 向下伸出，帶動封堵板4 將給煤機口部分封堵，封堵板達到的最大伸出長度是將煤機出口封堵2/3，從而使煤泥緩慢外流。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

韓家洼煤業(yè)主斜井安裝一臺帶寬B=1000 mm 強力膠帶輸送機擔負礦井的原煤提升任務(wù)。井下原煤經(jīng)集中運輸大巷運輸至井底煤倉，通過下倉口給煤機至主皮帶提升出井。將防潰倉安全保護裝置安裝在井底煤倉給煤機出口，調(diào)試完成后，模擬潰倉狀況。封堵板在液壓缸的作用下，迅速封堵給煤機出口，有效地防止水煤大量外泄而掩埋皮帶機尾及造成人員傷亡事故的發(fā)生，該裝置能夠達到設(shè)計要求。

4 結(jié)論

本設(shè)計所提出的井下煤倉防潰倉保護裝置，充分借助煤倉潰倉發(fā)生瞬間所產(chǎn)生的動能接觸并啟動傳感器，傳感器隨之將防潰倉保護信號傳輸至控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)自動輸出保護指令，執(zhí)行機構(gòu)隨之工作，堵塞部分給煤機口，從而使煤泥外逸速度和流量大大減緩，有效避免煤泥瞬間大量外泄而可能引發(fā)的機尾掩埋、巷道堵塞及人員傷亡等事故。本設(shè)計所提出的井下煤倉防潰倉裝置可實現(xiàn)對潰倉過程的實時感應(yīng)以及執(zhí)行系統(tǒng)的迅速啟動，部分給煤機出口封堵效果良好，潰倉危害及井下工作人員危險系數(shù)大大降低。