综采工作面转载机与带式输送机联锁控制改造

2018-09-18李晋斌

机械管理开发 2018年9期

李晋斌

（西山煤电西铭矿，山西太原 030022）

引言

综采工作面中转载机一端与工作面的输送机搭接，一端与带式输送机的机尾相连，是大型综采工作中不可缺少的重要配套机器，有着一定的连接作用[1]。转载机的基本运行离不开带式输送机，而带式输送机的运行也离不开转载机[2]。因此，对综采工作面转载机与带式输送机联锁控制进行有效改造，是保障综采工作正常运行的关键所在。

1 转载机与带式输送机搭接原理分析

转载机与带式输送机的搭接原理如图1所示。在综采工作中原煤的输出主要依托工作面刮板输送机将原煤卸载到桥式转载机，再行过渡到带式输送机，再至强力带式输送机，这一过程将综采工作面向前推进，行一次推进后，液压支架操作工置于工作面内，将液压缸向前推动，刮板输送机也因此向着推移，这时桥式转载机的拉移，则依据原设计配套内的工作原理将液压缸联合使用拉移链，临时支设在顶板处，或者将两帮端点向着移动和拉动，由此，转载机与带式输送机搭接，即带式输送机机尾上行机头支撑滑车搭接，其中机尾设计长度控制在14 m以内，转载机机头占用3 m为滑车，行拉移时控制在0.5 m，行缩移时向前拉移必须达到设计极限，一般行20次左右即可达到设计极限值。

图1 带式输送机的工作原理示意图

2 联锁控制改造运行中常出现的问题

1）工作中常出现皮带跑偏的现象，致使大量原煤装载不均产生泄漏，进而出现较多机械故障。

2）本研究中转载机固有的桥式结构，存在多处老化部位，在变坡位置架桥段还存在塌腰现象，这一现象主要在带式输送机机尾上，进而直接导致其直接受压，从而成为带式输送机正常运行的瓶颈。

3）固有的转载机拉移，与带式输送机机尾的缩移均须要在顶板或者两帮上行固定点支设，这种工作原理是以拉移液压缸或者是行回柱绞车，从而完成整体施工，然而这一举措下，通过综采工作面会出现顶板漏顶，以及两帮片帮的情况。

3 联锁控制改造方案的确定

3.1 转载机机身长度的缩短

首先将转载机的高度予以降低，再行原系统机头滑车的去除，并且将带式输送机机尾纵梁也一并去除，以此来达到自重的减轻以及运行负荷的降低。转载机改造如图2所示。

图2 转载机改造示意图

3.2 高强度带式输送机尾架的设计与加工

利用旧式转载机机头滑车，与带式输送机机尾的纵梁相对，从而实行位置移动，这一结构方式予以改变，改变后为一体式结构，大大提升了设备的耐磨性能，设备的使用寿命也因此被延长。

3.3 带式输送机机尾自动调偏滚筒的设计与加工

带式输送机机尾自动调偏滚筒主要是为了阻止带式输送机机尾皮带的跑偏，从而提高转载机与带式输送机联锁改造的真正作用机制，以此来提高综合采煤机械化的安全运行。

4 改造分析

4.1 液压缸连接转载机尾部与液压支架的作用

液压缸连接转载机尾部与液压支架的作用，主要是依托于液压支架操作手把，进而实现推移，回柱绞车也因此减少，液压缸拉移因此降低，从而实现对原设计方案中拉移辅助设备的作用效果，这种设备拉移，也使得操作人员的数量减少。

4.2 转载联锁系统的改造作用

转载联锁系统的改造主要是解决不同自然环境变化下引发的转载机头卸煤点处带式输送机发生的飘带现象，进而实现综采工作面的安全稳定运行。

5 联锁控制可靠性分析

本论文主要研究带式输送机系统和转载机，并认为其他元部件是安全可靠的，两者之间可靠性的分析主要取决于带式输送机的正常工作，其包括两个方面：一是组成系统的各个零部件完成所需功能的能力；二是带式输送机零部件组合成系统的组合方式。

5.1 带式输送机的主要结构与功能

本文研究的带式输送机为固定式带式输送机，其主要的机械结构包括：输送带、驱动装置、传动滚筒、逆止器与托辊。

输送带是输送机的重要组成部分，负责将煤矿中的煤炭资源运输到运载车上，最后再将其运输到井上，在电机的驱动下，皮带获取一定的动力，为了保证皮带的张力，在皮带下部放有托辊支撑皮带。逆止器用于防止有载荷的倾斜输送机在停车时发生逆转。

系统中任意一个单元发生故障后，都需要维修或更换，都会产生维修及保障要求。基本可靠性模型是一个全串联模型。因此，可以把其视为度量使用费用的一种模型。

5.2 可靠性模型的建立

系统的可靠性模型包括有贮备与无贮备两种，两者的主要区别是：是否同时工作，典型系统的可靠性模型中无贮备的模型又可以分为非贮备模型和非工作贮备模型两种，前者是串联模型，后者是等待模型。在串联模型中，一个元件的损坏，可能导致系统的瘫痪，只有每个单元都是正常工作，系统才能正常工作。工作贮备模型又可以分为：并联模型、表决模型和桥联模型三种。

6 改造效益分析

将已有的旧设备利用新的技术进行联锁控制改造，即可省去新购置设备花去的成本，也可充分提高现有设备的利用率，对于综采煤矿的整体运行发挥着重要的作用机制[3]。本次研究结果也验证了前人的大量实证案例研究成果，通过对转载机与带式输送机搭接原理、联锁控制改造方案的确定以及相应问题的解决，从技术层面上验证了综采工作面转载机与带式输送机联锁控制改造的必要性以及作用价值。另据相关研究显示，转载机与带式输送机的改造方式较多，上述研究中主要是针对运行过程中的问题提出的联锁控制方式，如传统的挡煤方式，由于单一性的固定作用，对于其他位置出现的落煤，其固定挡煤方式难以全面防控，因此，经改造后可移动式的专用落煤装置，在采煤系统中的应用更为合理，也是目前综采系统中改造较多的位置。