浅谈煤炭装车外运智能化平煤设备

景金娥

(大同煤矿集团有限责任公司技术中心，山西 大同 037003)

我国铁路第6次提速，对装车提出了新的要求，规定车箱装煤量不准超出车沿部位。若采用旧的简易机械式铁块平煤，要达到铁路的新规定，势必使每节车皮至少亏3～5 t。为了减少亏吨，不得不采用人工把高出车箱的煤推平、夯实的方式装车。这样不仅增加了用工成本和员工的劳动强度，而且还严重影响了装车速度，引起整个矿井各系统的连锁反应，影响了正常的生产秩序。针对这一问题，同煤集团提出了对装车系统的平煤机进行智能化研制。

1 课题研究的必要性

同煤集团四老沟矿是一个具有50年开采煤炭的老矿。随着资源逐步枯竭，根据开采条件，现有3个综采队采煤，这3个队采出的原煤全部通过一个漏煤眼向地面运输且装车外运，而四老沟矿选煤楼储装运系统主要是靠车皮来调节原煤运输。若采用人工平煤，装1列30节车箱要用时5 h，以现在的装车速度是无法保证产运平衡，长久下去，势必要制约生产，从而影响全矿的整体经济效益。为了确保煤炭外运装车不亏吨和装车速度，保障全集团公司的整体经济效益。根据运销站装车系统现状，决定对装车系统的平煤机进行智能化研制，以解决人工平煤存在的问题。

该系统的研制成功及产品的推广使用可以大大提高煤炭的外运效率，建立健全煤炭装车、运输的标准化，并可以配合铁路部门的列车提速，进一步挖掘铁路运输能力，更快、更好的支持全国经济建设。

2 平煤设备智能化系统技术现状与发展

目前，在国内的煤炭运输中，铁路运输承担了很大一部分的份额，现有的大多数矿山煤炭装入车皮后的平整都以简易的平车挡板和人工为主，工作效率低，且平车过程中容易造成煤炭散落，既造成了浪费又对人员安全造成了威胁。从节约成本、安全生产等各方面考虑，都需要一种智能化的、高集成度的平车设备。

平煤机是一种极为实用的车皮平煤和夯实设备，目前国内外没有此种设备，也没有成熟的技术成果可供借鉴。随着市场需求量的增加，研究快速高效的全智能、一体化装车、平煤系统设备是将来的发展方向。

智能化平煤机的研制成功及产品的推广使用可以大大提高煤炭的外运效率，节省人力，减少员工的劳动强度，实现了煤炭装车、运输的标准化。同时可以为列车的进一步提速提供可靠保障，并能够进一步提高铁路运输能力。

3 课题研究内容与难点

3．1 主要完成的研究内容

1)机械传动系统设计。2)液压系统设计。3)检测传感系统设计。4)电控系统软硬件设计。

3．2 主要技术难点

手动与自动结合，火车车皮运行与机械传动系统相互联锁，并有火车自动识别和车皮计数功能。

1)火车车皮位置自动识别系统的开发。2)PLC控制系统的研制及软件开发。3)零部件性能、寿命、质量达到国家标准和企业标准。4)料位传感器的选用与安装。5)液压系统液压力分析。

4 开发新产品的技术要求

1)平煤机五方滚筒下放时间，是在火车车皮装满煤后，绞车拉动车皮应在一节车皮开始的上方相一致。五方滚筒提升时间也应与一节车皮结束相一致。

2)平煤机的运转要与拉动火车车皮绞车开停相互联锁，实现协调运行。

3)五方滚筒下方和提升的距离应有限位控制，保障滚筒既不使轴承与火车车皮发生碰撞，也不使滚筒碰撞上方设备。

4)液压系统压力要符合施压的需要，保障夯实适中，实现均匀施压。

5)料位传感器选择精确度要高，保障在车皮装满煤后，且车皮起始正好在五方滚筒下方时，滚筒开始下放。一节车皮结束时，提升五方滚筒。

6)在电控系统中，要实现短路、过载、漏电等保护功能，并能实现手动和自动相互切换功能。

7)软件开发实现系统自检功能，能够实现设备的故障自检和报警功能。

5 采用的技术路线

根据设计思路，以及平煤机的工作环境、工作负荷等情况，通过实地的设计研究，确定以电机、减速机为动力输出机构，链轮、链条、传动轴为传动装置，五方异形滚筒为工作机构，液压站为操作机构，各种传感器和行程开关、指令开关为监控反馈机构。

6 产品市场效益

该平煤机的研制，可保证产运平衡，解决制约生产的难题;可提高装车速度;以前人工平煤时，装1列30节车箱要用5 h，设备投入使用后只需2．5 h，保证了井下原煤的正常拉运，每天可多拉运煤炭2 000 t。

同时还降低了运行成本。原来采用人工平煤每班需18名员工，3个班共54名平煤工。平煤机投入使用后，按每月平均工资成本8万元计算，一年净节约人工投入97万元。

7 工业性试验的经济效益

在工业性试验过程中，首先解决的是列车提速后，运输中的污染问题;其次解决煤炭的亏吨问题;第三就是装车的速度问题。这三大问题在工业试验时，就已产生了较大的经济效益。自动控制系统中，自动车皮位置识别和计数系统的应用，在类似的环境作业中也可借鉴，并对下一步开发研究类似产品降低大量成本，提高设备运行效率，保证安全运行，提升该领域的技术水平。

8 新产品社会效益

平煤机在四老沟矿的成功应用，不仅消除了运输中的污染和煤炭的亏吨问题，还大大减少了员工的劳动强度，为该矿提高技术水平，改造传统手动装置，创造了良好的经济效益，而且，还为煤矿安全生产、提高工作效率创造了条件，带动了煤矿技术进步与发展，具有较高的推广价值。