液压可行走桥式自动装载清仓机的设计及应用

薛俊国

【摘 要】矿井水仓是煤矿安全生产，防止矿井水灾的重要设施，水仓通常分为主仓和副仓，两者轮换清理使用。随着矿井开采深度增大和涌水量增多，水仓内淤积了大量的淤煤，而水仓容积有限，故而必须定期清理。目前多数煤矿采用机械设备清理和人工方式清理两种方式。机械清理一般采用清仓机将煤泥直接运输到皮带、矿车或者其它部位。人工方式为工人们站在煤泥水中，用铁锹及桶刮等方法把煤泥清挖出来，再将煤泥运到附近巷道两旁堆放，待煤泥晾干后再运送上地面，或是将煤泥直接装入矿车中运送到地面。人工清挖不仅劳动强度大，作业效率低，而且清仓周期长，特别在雨水季节还可能会因水仓清理不及时而导致淹井事故。本文在对现有清仓方法和各种水仓清理设备进行分析研究的基础上，结合液压传动结构和工作原理介绍了一种用于清理煤矿水仓淤煤的新型水仓清理设备。该设备具有结构简单、动力系统单一，便于安装维护的优点。且有效的提高了水仓清挖效率和安全系数。

【关键词】矿井水仓 液压挖装 清淤设备

1 概述

1.1 开滦集团钱家营矿业分公司

钱家营矿业公司是中国最大的肥煤生产基地——开滦（集团）有限责任公司的一座大型现代化矿井。1978年开工建设，1988年投产，设计年产原煤400万吨，核定能力600万吨，并有一座与之相配套的现代化洗煤厂，入洗能力700万吨。矿井现有员工5880余名，固定资产14.95亿元。公司井田总面积88.3平方公里，可采煤量6亿吨，属近距离煤层群开采矿井。

1.2 钱家营矿业分公司-600水平水仓清挖现状

1.2.1 钱家营矿业分公司-600水平水仓技术参数（表1所示）

1.2.2 钱家营矿业分公司-600水平水仓清挖现状

钱家营矿业分公司-600水平水仓清挖采用机械设备和人工清挖相结合。水仓前330米采用MQC-75型清仓机清挖，MQC-75型清仓机将煤泥通过输送管路直接输送到-478返山皮带上，由皮带将煤泥运输到主煤井。由于受到MQC-75型清仓机管路输送距离的限制，水仓剩下的100多米只能有人工清挖，将煤泥用铁锹或者水桶装的矿车内，运到地面。

2 液压可行走桥式自动装载清仓机的设计及应用

2.1 设计目的

钱家营矿业分公司-600水平水仓由于受MQC-75型清仓机输送距离的限制，有100多米的距离需要人工清挖，这就造成劳动强度大，环境恶劣，效率低等现状。为改善作业环境，提高效率，降低劳动强度，为此设计、研发液压可行走桥式自动装载清仓机。

2.2 液压可行走桥式自动装载清仓机的组成部件

为了降低成本、减少投入，液压可行走桥式自动装载清仓机全部采用的是报废或者闲置设备进行组合。

2.2.1 MQC-75型清仓机的挖装部

挖装部采用双螺旋集泥装置和下链刮板机运输作为装载机构，可输送各种状态的煤泥，对粘性比较大的煤泥和松散物料均能适应，集泥装置悬臂可升降，集泥范围大，效率高。其结构主要由驱动部、链传动（刮板）和双螺旋给煤筒等组成。它是液压可行走桥式自动装载清仓机工作的第一步骤，其工作原理为：驱动部由液压马达驱动主链轮转动，由双排圆环链带动螺旋给煤轮轴旋转，挖翻煤泥并使煤泥挤到轮轴中间，圆环链上装有刮板，将煤泥刮运到料斗里，完成挖装工作。为了适应煤泥厚度的变化，挖装部可上下移动（由升降油缸推拉完成），螺旋给煤筒由左、右螺旋组成，输送槽帮由两段组成。在主动链轮两侧设有张紧螺杆，可根据需要调整工作中链条的松紧程度。

2.2.2 8t平车

最大载重：8000kg，轨距：600mm，轴距：1000mm 车轮直径：300mm，牵引高度（自轨面起）：320mm，外形尺寸（mm）：长*宽*高（自轨面起）=2750*1050*472.5。

2.2.3 XMZ160/1250型压滤机油泵站

油泵站由油箱、三联齿轮泵、电动机、吸油过滤器和回油过滤器组成。电动机装机功率22kW，转速1470r/min，电压等级380/660v。三联齿轮型号CBGJ1032/1010/1010（矩键左旋），从泵传动轴端看，逆时针转动。三联齿轮泵分别为挖装部马达、行走油缸、升降油缸供液。采用两个吸油过滤器型号为TF-100×80，一个回油过滤器型号为RFB-160×10。

2.2.4 行走油缸

17/38型液压支架片帮顶油缸2个。

2.2.5 升降油缸

型号Q0403。

2.2.6 电缆存放箱

采用10mm铁板焊接而成，下面敷设20mm铁板用于配重。可以存放16mm2电缆150米。

2.2.7 照明

照明采用DGY35/24B型矿用隔爆型照明灯，尾灯采用DGY60/24L（A）型矿用隔爆型信号灯。

2.2.8 电气控制系统

采用BQD-120/1140（660）Z型矿用隔爆型真空电磁起动器和BZA1-5/36-2型矿用隔爆型控制按钮。

2.2.9 操作台

操纵台由操纵台架、行走与升降操纵阀组件、挖装部马达阀组件、测压件组成。升降与行走操纵阀组件，主要功能是完成挖装部的升降和清仓机的前进。操纵阀组由高压溢流阀YF-B10K（YF-B10H4）两件。手动换向阀两件（34SW-B20H-W、34SW-B20H-T）和阀块组成。

马达组件要完成挖装部马达的运行。马达组件由高压溢流阀（YF-B10H2-S）和手动换向阀（34SM-B10H-T）组成。测压件负责测出各点压力值，由多路压力表开关MS2A20/250 （螺纹M14x1.5）和测压油管组成。

2.3 液压可行走桥式自动装载清仓机结构和操作方法

液压可行走桥式自动装载清仓机是以8t平车为载体，挖装部位于清仓机的正中位置，左侧为油泵站、操作台和控制按钮，右侧为电缆存放箱和矿用隔爆磁力启动器，后面为两个前进油缸。液压可行走桥式自动装载清仓机是利用挖装部将煤泥运输到清仓机后面的矿车内。操作时，人员操作控制台上的手柄，可以控制升降油缸控制挖装部适应煤泥的厚度变化，控制前进油缸推动清仓机向前移动，控制挖装马达的运转。

3 液压可行走桥式自动装载清仓机应用效果

3.1 自动装载清仓机使用前、后对比表（表2所示）

3.2 自动装载清仓机实现了六大效果

（1）在原有人员矿灯照明的基础上，按照“前有照明后有红灯”方式，增设了机械照明设备，升级了现场安全系数。（2）装车时间由原来的平均15分钟装一车缩减为5分钟，装载效率提高了3倍。（3）减少岗位用工3人，年可节省人工工资15万余元。（4）所使用的全是废旧淘汰设备零件，经计算，盘活闲置资产28余万元。（5）由原来的纯人工清挖装车改为“一人操作、两人辅助、三岗轮换”的全自动机械装车流程，大大降低了劳动强度，改善了作业环境。（6）由于缩短了装车时间，从原来需要一班进行一次矿车周转，变为2个小时周转一次，进一步提高了矿车的周转效率。