全封闭防尘防护装置在刮板输送机中的应用分析

徐 乐

（晋能控股煤业集团首阳煤矿， 山西 高平 048400）

引言

我国在刮板机方面的研究已经有较长的时间，主要着眼于大功率、高强度、寿命长以及高安全性等方面。现在，研究的重心是刮板机的高性能元件、高效率设备等，与此同时对信息技术进行开发整合，如工况检测、远程控制以及相应的启动软件等。张建文[1]为了有效地解决刮板输送机卡链问题，借助增强驱动力矩以及改变链轮等形式进行优化设计。通常选用驱动力矩以及设计角度等，可以有效地解决大坡度运输方面的问题。当前，我国在CST 启动系统、交流电机调速器等方面技术相对欠缺，部分功率的刮板机依旧采用国外产品。

煤矿开采的过程中会产生大量的粉尘，尤其在刮板输送机以及相应的胶带输送机搭接点粉尘更严重，存在机械伤人的现象。当前，我国对职业病提出了新的要求，因此传统刮板输送机转子点已经不能满足工程需要，需要开发一种能够解决该问题的设备。

1 煤矿井下运输现状

在煤矿主运输系统中，综采工作面运输系统是非常重要的设备。依据设备运行的机理可以将其划分为如下几个种：第一，连续运动；第二，往返运动。其中对于连续运动而言，其特点为启动之后可以连续工作，广泛地在胶带输送机以及刮板输送机方面应用。对于往返运输设备而言，在运送的过程中，可以以往返的形式做周期性运动，同时还需要操作换向器实现换向，广泛地应用于机车运输以及单绳牵引运输设备中。为了能够实现高效的生产，煤矿企业主要使用连续运输设备。

在矿井主运输系统中，设备转载点是产生煤尘的重灾区，采用全封闭的防尘以及防护装置可以起到有效的降尘效果，同时可以对工作人员起到保护的作用，从而需要开发安全可靠的防尘与防护装置，为综采工作面降尘提供了参考。

2 煤尘危害

2.1 煤尘产生的环节

煤矿粉尘定义为在煤矿开采时，产生的各种细微颗粒。由于煤层本身存在原生粉尘，同时开采煤矿由于切割与破碎等会产生粉尘，在煤矿运输时也会产生一定的粉尘，尤其在转载点卸载时，也会产生大量粉尘。

2.2 煤尘的危害

通常煤矿粉尘由于自身的特点将会悬浮在空气中，其能够在风的作用下扩散到各个采掘点，而当井下职工深入生产环境时，煤尘极易通过职工的呼吸系统进入肺中，形成肺病。依据我国相关职业病统计报告显示发现，在百强煤炭企业中，煤百吨原煤产量平均有2.05 人出现煤粉尘肺病，对于非百强企业而言，百吨原煤产量平均有73.41 人患煤粉尘肺病。此外，煤尘还会导致爆炸的现象。在粉尘浮游空气中的浓度超过一定数值时，当有足够的热源存在就会导致煤尘发生爆炸。煤尘爆炸往往产生严重的爆炸波，从而产生更大的粉尘，进而引起大范围的爆炸。煤尘爆炸时，其爆温将会产生2 300～2 500 ℃的火焰，以1 120 m/s 的速度前进，极具破坏力。

3 机械危害

3.1 运转的刮板和链条伤害

在刮板输送机工作时，其在电动机的带动下，将工作面的煤矸石运出。由于在该过程中，存在工作人员跨越刮板输送机的情况，极易出现人员掉进溜槽的现象。假如刮板机的维护不合理，可能出现飘链的现象，可能造成人员的伤亡问题。

3.2 刮板输送机运转的货物伤害

刮板机输送矸石等物料时，往往出现物料卡在刮板与溜槽中，更有甚者物料以高速贱出，可能导致人员安全问题[2]。

4 刮板输送机全封闭防尘防护装置的应用

为了能够有效地防止产生大量灰尘以及人员踏入输送机槽内，对传统的刮板输送机安装“铠甲”，即添加一个刮板输送机倒U 型护罩，从而可以有效地降低刮板输送机产生扬尘量，同时可以起到避免工作人员误入输送机槽内。

将装置设置在机头架与中部槽形帮中，其采用4 套Φ16 mm×40 mm 的螺栓进行固定。每一个中部槽中设置两个全封闭装置，以销轴的形式进行连接。相邻的中部槽必须保证平直的形式进行安装，同时保证水平与垂直方向弯曲度小于3°，在中部槽内设置刮板链，同时需要保证刮板链条适中。在全封闭装置机头架位置设置有观察窗，可以对机头链轮半滚筒的运行情况进行观察。在中部槽中留有观察窗，对刮板链的运行情况进行观察。此外，全封闭装置便于单独拆装，更换简单。

该装置能够有效降低清洗煤工作劳动强度。对于运转单位，采用全封闭的形式进行防护，其可以有效地避免因机械带来的安全隐患[3-4]。由于在转载点设置有汽水喷雾装置，能够形成水珠水润，部分粉尘将会降落，部分粉尘相互碰撞而形成较大的粉尘而下落，进而能够防止转载点形成更多的粉尘。图1 表示相应的机头单元，图2 表示相应的中部槽部。

5 现场应用效果

为了对装置的应用效果进行验证，在实验时选用五个粉尘源作为样本，其分别与刮板输送机机头的位置为1 m、5 m、10 m、15 m、20 m。对样本点进行10 d 的现场测试，同时取测试点的平均值，图3 表示现场应用效果图。当安装该装置之后，在5 m 内粉尘质量浓度从3.9 mg/m3下降到1.5～1.7 mg/m3，对于20 m内粉尘质量浓度下降到1.3～1.7 mg/m3，由此可以看出降尘效果比较理想。

图1 机头部分示意（单位：mm）

图2 中部槽部分示意（单位：mm）

图3 粉尘浓度对比分析

6 结语

对SGB-20/40T 刮板输送机实施全封闭防尘以及防护优化设计可以看出，当生产煤之后，刮板输送机操作人员进入掘进机工作面进行支护操作，从而可以减轻清煤工作。在转载点设置的汽水喷雾装置水雾与粉尘结合，进而可以使得粉尘下降，同时部分粉尘相互碰撞，因较重而下落，进一步提高降尘效果。此外，对运转单元实施全方位的封闭保护，从而可以有效地消除机械伤人的安全问题，因此能够在全行业进行推广，全面为职工的健康提供保障[5-7]。