双开式定量斗的设计及特点

梁朝晖，蒋守勇

（煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东 济南 250031）

双开式定量斗的设计及特点

梁朝晖，蒋守勇

（煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东 济南 250031）

介绍了改进设计的一种计量装载设备，通过分析现有计量装载设备在实际应用中存在的问题，针对唐口煤矿的条件，对计量装载设备整体结构进行了优化改进，克服了由于翻板使用而带来的一系列缺点，降低了设备的整体高度，缩短了装载时间，具有明显的经济及社会效益。

计量装载；小车分配溜槽；斜翻板；可拆卸活动板

目前，我国煤矿主井井底箕斗装载设备分“一对一”和“一对二”两种型式。“一对一”即两条装载带式输送机，通过两套计量装载设备将物料各自给入对应的箕斗；“一对二”即由一条装载带式输送机通过一套计量装载设备并由其下部翻板式分配溜槽将物料分别给入两个箕斗。

我院为济宁三号煤矿（生产能力500Mt/a，箕斗载重22t）及唐口煤矿（生产能力300Mt/a，箕斗载重16t）设计的井下装载计量设备均采用所谓“一对二”型式，即两条带式输送机分别对应两套计量装载设备，每套计量装置又分别为两个箕斗装煤，如图1所示。

从济宁三号投产后运行的情况及类似于此类布置的其他矿井的现场生产中，我们发现其存在以下几个方面的问题：

（1）分岔溜槽中的翻板（件3）在工作中往往会被煤块卡住，影响生产的正常进行。而排除故障的唯一方法只有靠人力，既费力又不安全；

（2）翻板在煤流及其中煤块的不断冲击下，极易发生变形和磨损，在更换和维护翻板时，由于其变形的原因，所以很难顺利进行，且由于其下溜槽口正对主井井底，因此操作起来非常危险；

（3）翻板开启的冲击噪声对装载硐室的工作环境影响很大；

图1 “一对二”计量装载设备结构视图

（4）箕斗下落到装载位置后，先由小气缸（件4）将翻板打到一侧（非装载侧），然后大气缸才开启扇形闸门为箕斗装载，增加了装载时间；

（5）分岔段（件5）及其下接直段部分溜槽，增加了整个装载设备的高度，既增长煤流在溜槽中的流动时间，也为装载硐室的施工增加了难度和费用。

因此，在对唐口煤矿主井井底箕斗装载设备的创新设计中，基于以上“一对二”计量装载设备在生产中暴露出的诸多问题，进行了优化改进。

1 结构方案的探讨

唐口矿井位于山东济（北）矿区，设计生产能力300万t/a，主井井筒净直径为ø7.5m，装备四个16t箕斗，呈“一”字形排列。该矿井地质情况复杂，井筒基岩段特别是-740m以下的二迭系地层具有埋藏深、高角度裂隙发育、含水层多且厚度大的特点，装载峒室所处位置也正呈现软岩特性（装载标高-929.400mm）。所以，如何降低装载硐室的高度，对于提高井筒安全性能及降低施工成本，都具有十分重要的意义。

本矿井主井井筒内布置4个提升箕斗，为减少井下设备数量，减少井下开拓工程量，提高设备利用率，减少投资，装载计量设备与提升箕斗采用“一对二”的布置形式。

2 计量装载设备结构形式的改进

在现有设备结构型式的基础上，我们对其结构型式进行了以下的改进和创新。

2.1 活动小车分配溜槽代替翻板分配溜槽形式

改进后的结构形式如图2所示。该结构解决的主要问题是克服翻板溜槽在运行中所出现的诸多缺点。其结构特点为：

（1）活动小车分配溜槽入口与计量仓扇形闸门下口相联，两个分岔出口分别与给箕斗装煤的两个装载溜槽相接。煤流不是靠斜翻板的变位来改变出口方向，而是靠分配溜槽内一水平移动的小车的水平变位来实现，小车的承载部分设计成一个分岔口的长度，平时封闭着一个卸载口，另一个分岔口是通路，承载小车靠水平气缸移动交替让开一个卸载口使煤通过。

图2 活动小车分配溜槽代替翻板分配溜槽形式

（2）水平小车的承载部分是箱形结构，承载能力大，耐冲击不易变形。

（3）承载小车的水平移动靠气缸带动，其下有一组滚轮在溜槽的导轨上运行，运行阻力小，平稳、无冲击，可大大减少气缸的出力。

本结构形式解决了靠斜翻板的变位来改变煤流分向的问题，克服了由于翻板使用而带来的一系列缺点。但由于活动小车溜槽在峒室的布置中占距空间较大，峒室的宽度设计还需加大，且计量仓的整体高度也未有效的降低，这是本设计的缺憾处。

2.2 翻板加在斜段溜槽上，直接对箕斗装载形式

改进后的结构形式如图3所示。解决的主要问题是降低了计量仓的整体高度。其结构特点为：

（1）分岔及装载溜槽在一个角度上直接相联，没有了直段溜槽。大大降低计量装载设备的整体高度。

（2）翻板处于分岔段的斜槽中，仍有两个小气缸来控制其开闭，由于此时翻板所处的位置与煤流的来向都呈45°角，所以这样就避免了煤流对翻板的直接垂直冲击，对翻板起到了一定保护作用。同时，在分岔段上端面及侧板的设计中，尽量作成能随时拆卸的活动板，这样有利于翻板被卡事故的处理及其维护和更换。

本结构形式最大的可取之处是降低了装载设备的整体高度。翻板的设置虽说较前者有了一些技术上的改进，但翻板结构在生产中所暴露出来的种种弊端，仍有可能在本方案中出现。

2.3 直接在计量仓本体的下端口分岔

该结构直接在计量仓本体的下端口分岔，并在两端口各设一平板闸门，有各自的气缸开启，通过斜段溜槽，直接对箕斗进行装载。如图4所示。其结构特点为：

（1）本计量装载设备，直接在计量仓本体的下端分岔，并在两端口各设一平板闸门，有各自的气缸开启（设两个大气缸），所以煤流不需要靠斜翻板的变位来改变出口方向，因此也不会发生前面所叙述中由于翻板的使用而引起的系列问题,此是设计者追求的目标之一；

图3 翻板加在斜段溜槽上，直接对箕斗装载形式

图4 直接在计量仓本体的下端口分岔

（2）计量设备的整体高度大大降低（这是吸收了2结构形式的特点），也是设计者所追求的第二个目的。

基于以上结构的优势，故确定本结构为唐口煤矿主井井底装载计量设备创新设计的结构形式。

3 结论及应用前景

本创新设计形式在国内煤矿计量装载设备的设计中是独特的，不但改善了由于翻板使用带来的种种不便，还简化了气路的设置。

本计量装载设备与已有结构设计相比，其整体高度降低了4.218m，仅装载峒室土方量的开拓即可减少约160m3，同时降低了峒室的支护厚度，节省了矿建材料，也减少了施工难度，其经济及社会效益明显。

根据现场测试，由于省掉了翻板及小气缸开启的时间、降低溜槽高度节省了煤流在溜槽中流动的时间，两项共可节省装载时间约5s左右，为今后矿井的扩大生产创造了有利条件。

唐口矿井装载计量设备的独特设计结构，为该系列设备的设计提供新的思路，并为煤矿技术的不断创新发挥积极作用。

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.

Design and characteristics of double open type hopper

LIANG Zhaohui,JIANG Shouyong
（Coal Industry Jinan Design&Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250031,Shandong China）

A kind of improved measurement loading equipment has been introduced in the text.By analysis of the problems of the current measurement loading equipment existing in the actual application,aiming at the Tangkou Coal Mine conditions,the optimized improvement has been conducted to the integral structure of the measurement loading equipment.The series of shortcomings caused by flap plate have been overcome.The overall height of the equipment and the loading time have been reduced,which has obvious economic and social benefit.

Measurement loading;Car distribution chute;Oblique flap plate;Detachable movable plate

TD521

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.013

1672-0121（2017）04-0044-03

2017-03-12；

2017-05-08

梁朝晖（1961-），男，高工，从事机电一体化、煤矿机械设计研究。E-mail：liangzhaohui@cjdchina.com