耙斗式装岩机在矿山的应用及其改进

2020-02-25赵迎青尤本勇

世界有色金属 2020年22期

赵迎青，尤本勇

（1.大理恒泰安全科技有限公司，云南大理 671000；2.昆明赛特拉矿山工程设计有限公司，云南昆明 650051）

伴随社会经济的迅速发展，带动了矿业的发展，且耙斗式装岩机在矿山施工及出矿中应用最多，能有效提高矿山的施工及生产效率。耙斗式装岩机结构简单、坚固耐用，在采矿掘进工程中得到广泛应用。

与此同时，耙斗式装岩机随着科技的发展而不断改进，且因对耙斗式装岩机的应用要求不同而存在选择差异，所以，应着重分析其工作特点。另外，耙斗式装岩机是在矿山中常用的装载运输设备，因为受产品结构的局限，在日常工作中频繁出现故障停机的情况。基于此，结合生产实践，达到安全生产质量指标，现作以下改进。

1 矿上用耙斗式装岩机的结构组成及工作原理

1.1 耙斗式装岩机的结构组成

耙斗式装岩机在矿山掘进工程及生产出矿中发挥着重要作用，其是一种装载运输设备，其制造简单，坚固耐用，作业需求空间不大，从应用之初就彰显其优越性，到目前为止依旧是我国矿山应用最多的装载设备，大约是装载机的80%。

矿山用耙斗式装岩机的结构组成相对简单，装岩机组成如下：①固定楔。主要在井巷掘进及出矿中应用，有悬挂尾轮之效；②尾轮，其是指固定楔上悬挂的部件，主要是借助尾绳引导耙斗；③耙斗，位于主绳和尾绳中间，有运输岩石的作用；④小绞车，其主要是由制动器、减速机、行星滚筒组成；⑤台车，即耙斗式装岩机的机架，其承受了耙斗式装岩机的全部重量，在台车上安装小绞车，能操纵机器架构；⑥导向轮，位于耙斗式装岩机的后部，主要作用是改变钢丝绳的方向；⑦撑脚，主要是为了支撑料槽尾部，有调节高度、稳定机器的效果；⑧进料槽、卸料槽、中间槽有运输矿岩的过渡效果；⑨电气部分，主要是为耙斗式装岩机提供动力[1]。

1.2 耙斗式装岩机的工作原理

装岩机是在水平或者是缓倾斜坑道中装载矿石或岩石的机械，它比较灵活可靠且装载的生产率也很高，现在是国内外广泛采用的一种装载的设备。在具体的工作实践中，卸槽末端抖动是最常见的情况，一般借助撑脚安置子卸槽支撑到底板上，避免卸槽末端的抖动情况[2]。同时，很容易出现机器下滑的情况，通常会安装阻车器，加强对耙斗式装岩机的巩固效果。另外，应在设计过程中考虑尾轮的悬挂，通常会在掘进工作中应用固定楔予以固定。如果要更改耙斗的位置，则要移动尾轮或固定楔，从而增加其耙装宽度。矿山用耙斗式装岩机有结构简单、操作便捷的优势，其能在巷道高2m 左右的范围内使用，也能应用于倾斜角小于35°的倾斜巷道[3]。针对装载比较难的弯道段，通过该设备的应用能顺利完成装载工作。

1.3 耙斗式装岩机的类型

伴随耙斗式装岩机的不断开发及应用，其生产厂家比较多，满足了应用单位的个性化需求。国产耙斗式装岩机的类型及参数见表1。

2 问题的提出

在矿山掘进中，耙斗式装岩机是一种辅助装载设备，其把矿石直接耙进刮板输送机内；应用耙斗式装岩机时，其耙斗运行范围通常距离迎头8m～12m，这造成耙斗式装岩机的连接槽、缷矿槽毫无用处，再加上受到地质因素的影响，拐弯比较频繁，在这些地段迁移耙斗式装岩机时，这些构件直接影响到后续的迁移工作[4]。

在起伏变化比较大的地段，应先拆开耙斗式装岩机后再进行运输，然后重新组装，但这会加重人力负担。在耙斗式装岩机的应用过程中，因为机身较长，钢丝运行范围较广，再加上受到机身晃动的影响，在某种程度上会增加运行风险，使其成为不安全因素；另外，在移动耙斗式装岩机后，应全面检查各部件的连接状况，再设置挡绳栏、缷矿槽的起吊锚桩等候才能试行运转，生产设备的内容相对复杂，根据上述因素，我们应对耙斗式装岩机的构件予以简化，既提高了现场工作的效率，又不会影响耙斗式装岩机的使用效果，还能保证现场工作人员的安全[5]。

表1 国产常用耙斗式装岩机型号及参数

3 矿山用耙斗式装岩机的技术改进

耙斗式装岩机在超负荷工作状态下，需要多次启动，如果井下作业环境较差，则会诱发电机烧毁事故，在某种程度上影响了矿井巷道的掘进效率，同时需要大量时间予以维修。既往研究指出，通过延长装岩机中卸矿槽的长度，则其一次的装载工作量高达三辆矿车。实践证明，通过该技术的改进能降低人工的劳动量，提高其掘进速度及装岩效率，从而提高矿山的经济效益。

在具体的装卸操作中，由于耙斗处的矿岩位于不同水平面，如果装岩速度过快，则会加大绑绳上下摆动的幅度，可能会产生相关安全隐患。所以，在这方面要把固定板和保护柱放在司机前方和机器之间，应用钢丝绳来确定钢管的高度，同时借助桩来固定钢管，缩小绑绳在耙岩时出现的抖动，极大降低了意外事故的发生率。耙斗装岩机的装岩过程是直线运行的过程，尤其是在大断面掘进活动中，机身旁边的矿岩较多，且只能用手工清除，其耗时比较长。通过在实践中添加两个尾轮的方法，也就是在前行钢丝绳上增设尾轮，新增尾轮能改变耙斗的方向，使其前行。借助这种操作，能有效达到全面机械化的目标，降低了劳动强度，明显提高了工作成效。

4 矿山用耙斗式装岩机的事故预防措施及注意事项

4.1 矿山用耙斗式装岩机的事故预防措施

因为对耙斗式装岩机的改进，其重心不断变化，在移动耙斗式装岩机的过程中，因操作不当可能会出现伤人情况。笔者在实践中，关于预防事故发生有以下体会：第一，增设防护栏避免钢丝绳伤害作业人员。耙斗式装岩机在耙装过程中，因速度比较快，耙斗接触的岩石高低不平，导致钢丝绳上下抖动剧烈，再加上耙装机和护绳栏的间距过大，可能会造成钢丝绳窜出的情况。鉴于此，应在耙装机操纵杆位置前方，在进料槽两旁插上报废钻杆，形成一个护顶网，把其当作操作人员的防护栏，操作简单，安全性比较高，降低意外事故的发生率。第二，严格贯彻《耙斗装岩机操作程序》，强化工作面管理，做好职业培训工作，深化员工的安全意识。在耙装机工作过程中，在尾轮下及耙投运行期间禁止相关人员的平行作业。耙装机司机应进行严格培训，在取得操作资格后方可上岗，严禁无证上岗。第三，启动耙装机前应松开操纵杆的负载，看其运行范围内是否有人，否则不能进行启动，在运行过程中，应认真检查耙装机的运转情况，如果发现问题应立即停止。第四，在耙装机作业前，要固定好尾轮，保证固定楔的牢靠性。第五，在上下山过程中应用耙装机时，除了使用卡轨器固定机身后，还要用钢丝绳和钢轨系住，同时在两端固定好机身，避免靶斗装岩机下滑而诱发安全事故。在耙斗式装岩机的应用过程中，需注意以下方面：①应保证耙斗式装岩机巷道支护是否牢固；②定期对机器各部位进行清洁，观察设备通风散热的情况；③看导向轮悬挂是不是牢固，检查滑轮转动的灵活性；④定期检查钢丝绳的磨损程度；⑤在应用中要科学控制尾绳的牵引速度；⑥在操作过程中，应防止耙斗可能造成的伤害；⑦应把耙装的距离控制在30m 以内。

4.2 耙斗式装岩机在矿山应用过程中的注意事项

因为矿山用耙斗式装岩机的改进去除了之前矿山用耙斗式装岩机的构件，在某种意义上减轻了装岩机的重量，这可能会影响到其整体性能，为保证应用过程中的安全性，应采取以下措施：首先，增设稳定锚桩，也就是在机身两侧各安装1 个锚桩，再使用钢丝绳固定台车；其次，在耙斗式装岩机的迎头侧安装挡绳栏，即使用钢丝绳的两端固定在下方轨道，中间固定在顶板的锚桩上；装岩机出渣前应敲帮问顶，做到“三检查”(检查坑道顶板及两侧是否有危岩；检查有无残炮、盲炮；检查爆破堆中有无残留的炸药和雷管；装岩机作业地点、运输途中均应有良好的照明；运输与提升要同时安设声、光信号装置；要检查轨道上有无障碍物，并通知周围人员小心，禁止任何人靠近装岩机的工作范围。操作手一侧要设防护装置，以免钢丝绳疲劳断裂而伤人。另外，在耙斗式装岩机的作业操作侧设置防护网，该网高度和台车相一致，中间应焊接钢性金属网，安装牢固，便于拆卸。最后，耙斗式装岩机的卡道器应确保完好，方可正常应用；在耙装过程中，为保证主副滚筒内保留6 圈以上的余绳，严格控制台车和迎头间的距离。