端头180°水平液压翻矸系统设计与应用

摘 要 榆树田煤矿现为试生产矿井，原基本建设期间高位侧翻式排矸系统已拆除，为解决排矸问题，通过侧翻式、翻滚笼、前翻式3种排矸系统的比较，决定使用前翻式端头180°水平液压翻矸排矸方式，运输系统运用后的实践证明，该系统占用空间小、工作流程少，施工效率高，经济效益显著。

关键词 排矸系统运输;端头180°水平;液压前翻式;实施效果

1 问题的提出

夏阔坦矿业公司榆树田煤矿为改扩建矿井，设计矿井生产能力90万吨/年。井田东西长3.88km，南北宽0.76～2.41km，由于地面广场设计比较狭小，三面靠临山体，基建期间排矸石系统是井下矸石装载入1.7m?固定矿车，由主、副井各设置提升机牵引井口后经高位侧翻机落地后，由装载机装运至汽车，外运到矿井临时矸石排矸场地，用来填沟、平整场地、铺路等。

2 方案的确立

目前，一般煤矿地面排矸系统处理矸石的方式有①设置矸石山，缺点是由于箕斗运输的不连贯性及往返矸石装载点和卸载点的等待时间较长，矸石山设备及轨道维护量大。②基建期间的临时排矸系统，缺点是基建期间临时使用，一旦进入生产阶段，排矸装置就需拆除，须重新设计改造。③根据现场的实际状况，将矸石矿车升井后，由调度绞车牵引，配合推车机推入翻车机，使用前翻式端头180°水平液压翻矸排矸方式，翻车架连同矿车向前翻转，经卸载输送机转载装运汽车外运。鉴于原因分析，我们课题组人员确定，选择第3种方案，对排矸系统进行设计及应用，认为该方式占地少，效率高，工序简单，安装方便，维修量少，工作平稳可靠，满足现场安全生产的要求，具有实际应用价值[1]。

3 排矸系统设计与实施

（1）方案设计原则。本设计的液压翻车机采用前倾式翻卸方式，其基本原理是推车机把一辆重载矿车推进翻车机后，翻车机翻转180°将矸石卸出并回到水平位置，同时推车机将空矿车牵引出，推车机再顶入下一辆矿车准备翻卸，依次往复工作，实现矿车卸料。根据矿井实际，利于原山体护坡落差3米的高度，作为翻矸系统卸载点，加工制造支撑机架和卸载漏斗，对翻矸液压系统采用手动和自动化控制设计，达到排矸目的，满足现场要求。②设计方案的确立。①排矸系统的设计。由于受到场地的限制，无法设置矸石山排矸，根据现场状况，从副斜井提升到井口的矸石矿车，使用对拉电绞牵引至推车机前，推入液压前倾式翻车机，经卸载漏斗，由卸载皮带装入汽车转运。③地面液压前倾式翻车机手-自动化控制设计。a.液压前倾式翻车机主要由翻车装置、泵站、操作台三大部分组成，采用自-手一体化控制，实现手动和自动两用，平时为自动控制位置，远方操纵，也可手动近控操作。b.手动液动翻转（机旁手动阀控制）操纵装置工作原理：液压翻转时，使用机旁手动阀操纵液压马达，通过联轴器带动翻车机翻转及复位，完成翻转卸载。c.液压前倾式翻车机自动化控制原理：使用集中控制台的操作按钮，矸石矿车经推车机推到翻车位置后，启动翻车机向前按钮，操作翻车机使其前倾翻转，当翻车机端头达到180°后，接近开关断开，常闭点关闭，电控气阀吸合，制动挡关闭。按下向后按钮，接近开关 sL吸合，电控气阀吸合，倾倒空的矿车向后返回，恢复到水平位置，由推车机牵引出来，进入空车道，下一辆重车再进入翻车机进行翻车卸载，进行往复循环。d.自动控制与手控转换方法 ：把自动控制手柄转至手动位置，关闭截止阀，根据流程的需要转到手动控制位置。e.技术参数，轨距：600mm，轴距：750mm，轮径：φ300nn。适用矿车尺寸：2400X1050X1200。矿车进翻车机速度：<0.5m/s。生产能力：120～150t/h。翻转角度：180°。马达型号：NAM11-1100。电机功率：4kW，电压380V。泵排量：10ml/r。f.操作方法：将装满煤（矸）的矿车推入翻车机，推车工离开翻车机后，操作工先启动泵站，搬动换向阀手柄，翻转架连同矿车向前翻转，当翻转架翻转到90°，由于重心偏离使翻转架加速翻转，当翻转到180°时，限位块碰撞到弹性缓冲装置而停止。

4 系统应用

①运输线路道岔设计，地面系统运输线路采用重车道、轻车道两条运输线路，道岔运用自动化设计。②液压推车机设计及使用，推车机安装到与翻矸机相连接的位置，执行车辆推入翻矸机机架内，由液压泵站提供动力源，驱动液压马达带动驱动轮组作圆周运动。③卸载运输机的设计及使用，漏斗采用安装电动阀门控制关闭，卸载至下方皮带输送机机尾处，输送机采用YD型油冷式电动滚筒牵引，经卸载滚筒装至汽车外运。④控制集中自动化设计，从推车机-翻车机-卸载漏斗-输送机，全部采用集中控制方式，实现了自动化控制，安全可靠性强，减少人为因素失误造成运输事故。

5 效益分析

5.1 经济效益

①节约各类费用。排矸系统使用液压翻矸机后汽车外运，原矸石山提升需设置提升绞车、翻滚笼、排矸架、箕斗车、运输轨道等不用，节约了大量的材料费用和电力费用。②減少了大量的劳动力和人工工资。现每班减少各类司机和维护人员10人以上，减少人员设置和人员工资支出。③加快矿车的周转率，排矸效率增加。大幅度提高了地面排矸系统的运输能力，确保了正常生产用车的要求。④安全效益显著。采用集中控制方式，系统简单，安全可靠，减少人员操作和使用，安全效益显著。

5.2 社会效益

①可省去地面的矸石堆放场地，避免矸石升井后占用耕地。②避免矸石山的自燃现象，减少对环境造成污染。③使用汽车外运用来填沟、平整场地、铺路等，美化了环境。

6 结束语

通过对翻矸系统的设计和运用，设备性能安全可靠，各项安全指数达标，节省了大量的人力、物力和电力及设备，简化了工作流程，提高了运输效率和矿车周转率，实现了集控化，安全性得到了提高，为我矿安全生产提供有力保障，对保证煤矿高效、安全、洁净生产等方面都有重要意义。

参考文献

[1] 刘金海，姜福兴，孙广京，等.深井综放面沿空顺槽超前液压支架选型研究[J].岩石力学与工程学报，2012，（11）：2232-2239.

作者简介

王胜忠（1969-），男，江苏徐州人;毕业院校：中国矿业大学，学历：本科，机电工程师，现就职单位：徐矿集团新疆库车县夏阔坦矿业开发责任公司，研究方向：煤矿机电类。