刮板输送机全封闭防尘防护装置应用研究

徐迎龙

（山西晋神沙坪煤业有限公司，山西 忻州 036500）

1 概 况

刮板输送机是煤矿综采工作面“三机”设备中的关键运输设备，刮板输送机的研发主要集中于提高功率、强度、运输能力、安全性及延长服务年限等方面，尤其是对高性能元部件、设备故障报警及检修、自动化控制及软启动技术等技术的综合应用。但在实际应用中，综采工作面落煤及运煤期间煤尘浓度较大，尤其是各运输设备转载点处，而传统刮板输送机转载点处大都采用安装喷嘴、使用静压水喷雾降尘，存在机械伤人的风险，已不能满足工作面安全生产及降尘需要。本文以沙坪煤业18206 综采工作面所使用的SGW-40T 刮板输送机为例，分析煤尘源及机械伤害风险源，并提出相应解决措施。

2 煤矿井下运输现状

综采工作面运输系统是采煤后煤炭外运的第一道运输环节。为提高煤炭生产效率，结合综采工作面现场实际条件，煤矿常规采用连续运输方式进行出煤。沙坪煤业18206 综采工作面主煤流运输系统出煤过程中沿线均产生煤尘，因此采用设置全断面降尘水幕、洒水、安装大功率雾炮及在转载点处安装喷雾等措施进行降尘，然而实际运行中发现，转载点处降尘效果较差，且转载点处均为2 部设备传动部位，存在机械安全隐患。

2.1 煤尘煤尘源

结合沙坪煤业开采的工艺及工序，煤尘源主要为以下3 种：①巷道开挖及工作面生产期间，在截割落煤（岩） 工序中产生大量的粉尘；②巷道开挖及回采工作面形成后，煤（岩） 体受垂直应力及水平应力影响，产生一定的原生煤尘；③工作面落煤结束后，通过主煤流运输系统出煤，出煤过程中，尤其是各运输设备转载点处，均产生大量煤尘。

2.2 机械危害

2.2.1 运转的刮板和链条伤害

沙坪煤业18206 综采工作面SGW-40T 刮板输送机电机功率为55 kW，设备运转过程中，刮板及链条速度可达2 m/s，可将煤矸快速运走。通过实地调查分析，刮板输送机运行过程中存在如下风险：①人员跨越刮板输送机时存在踏入溜槽导致受伤的风险；②当机修工检修不到位时，容易造成飘链，存在打伤人的风险，若对破损的连接环、链条未进行更换，运行过程中存在断裂打伤人的风险。

2.2.2 运转的矸石伤害

当工作面打碴作业时，刮板输送机运转矸石过程中，容易出现卡链现象，即矸石卡在溜槽与刮板之间，存在矸石快速飞出、人员不注意被打伤或死亡的风险。

3 刮板输送机全封闭防尘、防护装置的应用

针对沙坪煤业18206 综采工作面所使用的SGW-40T 刮板输送机运转过程中存在刮板、链条、矸石伤人及机头转载点处煤尘较大等问题，结合刮板输送机自身结构特征，按照源头治理原则，设计安装应用呈倒U 型全封闭防尘、防护装置，一方面防止设备出煤矸时产生的煤尘飞扬，尤其是机头转载点处；另一方面防止人员误踏溜槽发生人身伤亡事故。

沿刮板输送机的机头、中部槽至机尾安装全封闭装置。全封闭装置采用4 根φ16 mm×40 mm螺栓与中部槽连接，每节装置由左右两部分组成，通过销轴组装成一体。为便于装置安装同时保证安装质量，中部槽铺设尽量平直顺，水平及竖向弯曲度小于2°，杜绝因弯曲度过大导致装置安装后节间出现空隙；刮板链松紧程度必须适中，必须与中部槽铺设相适应，杜绝出现飘链、卡链现象。

封闭装置在机头架处及每两节中部槽均设置有观察窗，方便观察机头链轮及刮板链的运行状况。装置按节装拆，更换方便，不影响设备的检修及维护。全封闭防尘、防护装置机头处装置如图1 所示，中部槽处装置如图2 所示。

图1 机头处装置示意Fig.1 Head device schematic

图2 中部槽处装置示意Fig.2 Middle groove device schematic

全封闭装置安装后，减少溜槽两侧的洒落煤量，省去清煤工作；避免转载点传动部位及设备自身存在的机械伤人风险；提高了转载点处的降尘效果，即煤尘在机头喷雾装置水雾的作用下，直接下落或碰撞形成更大的煤尘粒再下落，实现降尘的目的。

4 应用效果

此次效果检验采取测尘的方式，测试在沙坪煤业18206 综采工作面全断面防尘、防护装置应用后的降尘效果。

由刮板输送机机头开始，向机尾方向，每间隔5 m 设置1 个测尘地点，共计5 个；连续测尘12 d。计算出每个测尘地点粉尘浓度的平均值作为该测尘地点粉尘浓度的最终值。

测尘工作结束后，得出全封闭装置应用前后的粉尘浓度对比，如图3 所示。由图3 分析可知，距机头5 m 处测尘地点粉尘浓度由3.8 mg/m3降至1.4 mg/m3，距机头20 m 处测尘地点粉尘浓度由1.9 mg/m3降至1 mg/m3，粉尘浓度整体降低了47%～63%，现场应用效果良好。

图3 粉尘浓度对比分析Fig.3 Comparative analysis of dust concentration

5 结 语

针对沙坪煤业18206 综采工作面SGW-40T 刮板输送机运转过程中存在的机械伤人风险及机头转载点处煤尘较大等问题，分析研究了该工作面煤尘的来源和可能出现的机械安全隐患，并结合工作面实际情况和设备自身结构特征，设计安装应用了全封闭防尘、防护装置，避免转载点传动部位及设备自身存在的机械伤人风险。通过测尘对装置安装前后的降尘效果进行对比分析，表明粉尘浓度整体降低了47%～63%，效果显著。设备装置安装应用后，每天减少清煤工1 人，减少了人员投入，降低了职工劳动强度。该装置的成功应用，避免刮板输送机存在的机械伤人风险，降尘效果显著，具有一定的推广应用价值。