立井箕斗计量装载设备改进设计制造

张治中

摘 要 通过对葛泉矿井下使用条件考察及对各种防腐耐磨材料进行实验性使用，对葛泉矿立井箕斗计量装载设备的材料、结构、附属设备进行技术改造，提高了设备使用寿命、计量精度，实现了自动化操作。

关键词 箕斗计量；耐磨；防腐蚀；自动化

中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗计量装载设备简称箕斗装载设备，其处于采煤流程的尾端设备，定量记录采煤梁并通过提升工具将皮带机运输过来的煤提到井上。采煤过程中立井箕斗计量装载设备使用比较频繁，提升作业过程中有一定的危险性。

1 概况

立井箕斗计量装载设备属于计量设备，对产出煤进行吨位计量记录，保证箕斗每次提升煤过程中不会超载。葛泉矿立井箕斗计量装载设备存在计量不准确、设备内部高度腐蚀与磨损、运行过程控制不便、附属设备维修频繁等诸多问题。

2 设备作业问题分析与解决

2.1 设备计量记录

箕斗装载设备计量不准确的根本原因是设备在竖直方向不仅受到重力与计量泵的支撑力，而且还受到其他支撑点的力在该方向的分力。在矿上使用箕斗装载设备过程有如下因素直接影响计量的准确性：1）箕斗装载设备填煤后整体重心未在计量泵竖直线上；2）箕斗装载设备与胶带输送机通过弹簧板连接，设备填煤后下沉过程中无可避免的受到胶带输送机向上的额外拉力。

在箕斗装载设备两端安装滑轮，再将滑轮固定在导轨上只允许滑轮沿着导轨在竖直方向滑动，这样当箕斗装载设备装填煤块时期重力完全作用在计量泵上。左右两端的滑轮对箕斗装载设备作用力垂直于竖直方向，而在竖直方向只产生可忽略不计的摩擦力，因此滑轮对其不仅有防倒作用而且还避免了计量时的干扰。采用上述方案后，箕斗装载设备计量时允许自身重心不在计量泵的竖直线上，因为其两端的滑轮能够平衡因为重心不在支点竖直线上时产生的扭矩，而且不会再竖直方向产生力的分量，如图1所示。

以计量泵与箕斗装载设备接触点为原点O，在X轴方向左滑轮距O点的距离为Lf1右滑轮为Lf2，已知满载时箕斗装载设备的总重力为G，在Y轴方向左滑轮距O点的距离为L2右滑轮为L2，X轴方向重心距O点的距离为L1，设左滑轮与右滑轮作用力的大小分别为F1和F2，计量泵对箕斗装载设备在X方向的分力为FM竖直方向的分力为FN，当FN=G时计量泵的计量精度为1。设在X方向分力力沿X轴正向为正号负向为负号，在Y轴方向分力沿Y轴正向为正号负向为负号。

2.2 设备的使用寿命

有的煤矿生产没的含硫量偏高，如葛泉矿生产的5#煤与9#煤含硫量比较高使得井下水体显酸性，这会大大加剧水对普通钢板的腐蚀。因此箕斗装载设备内部加设一定厚度的321#不锈钢板做内衬，盖型号不锈钢板主要材质是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蚀及耐磨型，经过集体强化后的箕斗装载设备抗拉抗玩抗扭抗疲劳强度均有大幅度提升，调高承受长时间高频率的落煤拍打撞击能力。

2.3 设备自动化方案

煤矿作业环境恶劣并有一定的危险性，煤矿设备的自动化能有效改善职工的作业环境提高工作效率，并能使职工远离危险工作面。

立井箕斗计量装载设备的扇形闸门通过气缸控制，扇形闸门两侧安装有电磁传感器，箕斗装载设备底端的计量泵安装有压电传感器，气缸管路上连接有电磁控制阀。可编程逻辑控制器PLC控制气缸管路上的电磁控制阀，进而控制扇形闸门的开启与关闭。

2.4 设备气源故障

箕斗装载设备的气缸动力来自于空压机的高压气源，设备使用过程中，气缸及空压机密封件磨损快，空压机提供的气压不足。

箕斗装载设备的气源故障主要原因是高压空气含有过量的颗粒。气体动力系统要求高压空气干净无杂质，在系统的入口和管路中均安装有空气滤芯，一般新安装的空气滤芯能够保证高压气体的固体颗粒含量在要求的范围内。箕斗装载设备工作过程中会产生粉尘颗粒，很容易导致空气滤芯的早期失效。水除尘装置依靠过滤气体与水体的充分接触利用水滴对固体颗粒的惯性撞击及表面吸附的作用能有效将煤粉颗粒从空气重分离出来。

3 箕斗装载设备改进效果

经过改造后的立井箕斗计量装载设备能够准确计量没量，自身抗腐蚀抗磨损能力大幅度增强，提高了设备本身的使用寿命。箕斗装载设备的自动化运行有效降低了劳动力成本。

4 结束语

因箕斗装载设备工作环境恶劣，工作强度大，所以容易存在未知的运行问题，在今后的使用过程中还需要对设备进行进一步的工作记录试验和摸索。

参考文献

[1]杨玉成.综合自动化无人工作面开采薄煤层[J].矿业快报，2004（3）：33-34.

[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3]徐永忻.煤矿开采学（第三版）[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.endprint

摘 要 通过对葛泉矿井下使用条件考察及对各种防腐耐磨材料进行实验性使用，对葛泉矿立井箕斗计量装载设备的材料、结构、附属设备进行技术改造，提高了设备使用寿命、计量精度，实现了自动化操作。

关键词 箕斗计量；耐磨；防腐蚀；自动化

中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗计量装载设备简称箕斗装载设备，其处于采煤流程的尾端设备，定量记录采煤梁并通过提升工具将皮带机运输过来的煤提到井上。采煤过程中立井箕斗计量装载设备使用比较频繁，提升作业过程中有一定的危险性。

1 概况

立井箕斗计量装载设备属于计量设备，对产出煤进行吨位计量记录，保证箕斗每次提升煤过程中不会超载。葛泉矿立井箕斗计量装载设备存在计量不准确、设备内部高度腐蚀与磨损、运行过程控制不便、附属设备维修频繁等诸多问题。

2 设备作业问题分析与解决

2.1 设备计量记录

箕斗装载设备计量不准确的根本原因是设备在竖直方向不仅受到重力与计量泵的支撑力，而且还受到其他支撑点的力在该方向的分力。在矿上使用箕斗装载设备过程有如下因素直接影响计量的准确性：1）箕斗装载设备填煤后整体重心未在计量泵竖直线上；2）箕斗装载设备与胶带输送机通过弹簧板连接，设备填煤后下沉过程中无可避免的受到胶带输送机向上的额外拉力。

在箕斗装载设备两端安装滑轮，再将滑轮固定在导轨上只允许滑轮沿着导轨在竖直方向滑动，这样当箕斗装载设备装填煤块时期重力完全作用在计量泵上。左右两端的滑轮对箕斗装载设备作用力垂直于竖直方向，而在竖直方向只产生可忽略不计的摩擦力，因此滑轮对其不仅有防倒作用而且还避免了计量时的干扰。采用上述方案后，箕斗装载设备计量时允许自身重心不在计量泵的竖直线上，因为其两端的滑轮能够平衡因为重心不在支点竖直线上时产生的扭矩，而且不会再竖直方向产生力的分量，如图1所示。

以计量泵与箕斗装载设备接触点为原点O，在X轴方向左滑轮距O点的距离为Lf1右滑轮为Lf2，已知满载时箕斗装载设备的总重力为G，在Y轴方向左滑轮距O点的距离为L2右滑轮为L2，X轴方向重心距O点的距离为L1，设左滑轮与右滑轮作用力的大小分别为F1和F2，计量泵对箕斗装载设备在X方向的分力为FM竖直方向的分力为FN，当FN=G时计量泵的计量精度为1。设在X方向分力力沿X轴正向为正号负向为负号，在Y轴方向分力沿Y轴正向为正号负向为负号。

2.2 设备的使用寿命

有的煤矿生产没的含硫量偏高，如葛泉矿生产的5#煤与9#煤含硫量比较高使得井下水体显酸性，这会大大加剧水对普通钢板的腐蚀。因此箕斗装载设备内部加设一定厚度的321#不锈钢板做内衬，盖型号不锈钢板主要材质是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蚀及耐磨型，经过集体强化后的箕斗装载设备抗拉抗玩抗扭抗疲劳强度均有大幅度提升，调高承受长时间高频率的落煤拍打撞击能力。

2.3 设备自动化方案

煤矿作业环境恶劣并有一定的危险性，煤矿设备的自动化能有效改善职工的作业环境提高工作效率，并能使职工远离危险工作面。

立井箕斗计量装载设备的扇形闸门通过气缸控制，扇形闸门两侧安装有电磁传感器，箕斗装载设备底端的计量泵安装有压电传感器，气缸管路上连接有电磁控制阀。可编程逻辑控制器PLC控制气缸管路上的电磁控制阀，进而控制扇形闸门的开启与关闭。

2.4 设备气源故障

箕斗装载设备的气缸动力来自于空压机的高压气源，设备使用过程中，气缸及空压机密封件磨损快，空压机提供的气压不足。

箕斗装载设备的气源故障主要原因是高压空气含有过量的颗粒。气体动力系统要求高压空气干净无杂质，在系统的入口和管路中均安装有空气滤芯，一般新安装的空气滤芯能够保证高压气体的固体颗粒含量在要求的范围内。箕斗装载设备工作过程中会产生粉尘颗粒，很容易导致空气滤芯的早期失效。水除尘装置依靠过滤气体与水体的充分接触利用水滴对固体颗粒的惯性撞击及表面吸附的作用能有效将煤粉颗粒从空气重分离出来。

3 箕斗装载设备改进效果

经过改造后的立井箕斗计量装载设备能够准确计量没量，自身抗腐蚀抗磨损能力大幅度增强，提高了设备本身的使用寿命。箕斗装载设备的自动化运行有效降低了劳动力成本。

4 结束语

因箕斗装载设备工作环境恶劣，工作强度大，所以容易存在未知的运行问题，在今后的使用过程中还需要对设备进行进一步的工作记录试验和摸索。

参考文献

[1]杨玉成.综合自动化无人工作面开采薄煤层[J].矿业快报，2004（3）：33-34.

[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3]徐永忻.煤矿开采学（第三版）[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.endprint

摘 要 通过对葛泉矿井下使用条件考察及对各种防腐耐磨材料进行实验性使用，对葛泉矿立井箕斗计量装载设备的材料、结构、附属设备进行技术改造，提高了设备使用寿命、计量精度，实现了自动化操作。

关键词 箕斗计量；耐磨；防腐蚀；自动化

中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0192-02

立井箕斗计量装载设备简称箕斗装载设备，其处于采煤流程的尾端设备，定量记录采煤梁并通过提升工具将皮带机运输过来的煤提到井上。采煤过程中立井箕斗计量装载设备使用比较频繁，提升作业过程中有一定的危险性。

1 概况

立井箕斗计量装载设备属于计量设备，对产出煤进行吨位计量记录，保证箕斗每次提升煤过程中不会超载。葛泉矿立井箕斗计量装载设备存在计量不准确、设备内部高度腐蚀与磨损、运行过程控制不便、附属设备维修频繁等诸多问题。

2 设备作业问题分析与解决

2.1 设备计量记录

箕斗装载设备计量不准确的根本原因是设备在竖直方向不仅受到重力与计量泵的支撑力，而且还受到其他支撑点的力在该方向的分力。在矿上使用箕斗装载设备过程有如下因素直接影响计量的准确性：1）箕斗装载设备填煤后整体重心未在计量泵竖直线上；2）箕斗装载设备与胶带输送机通过弹簧板连接，设备填煤后下沉过程中无可避免的受到胶带输送机向上的额外拉力。

在箕斗装载设备两端安装滑轮，再将滑轮固定在导轨上只允许滑轮沿着导轨在竖直方向滑动，这样当箕斗装载设备装填煤块时期重力完全作用在计量泵上。左右两端的滑轮对箕斗装载设备作用力垂直于竖直方向，而在竖直方向只产生可忽略不计的摩擦力，因此滑轮对其不仅有防倒作用而且还避免了计量时的干扰。采用上述方案后，箕斗装载设备计量时允许自身重心不在计量泵的竖直线上，因为其两端的滑轮能够平衡因为重心不在支点竖直线上时产生的扭矩，而且不会再竖直方向产生力的分量，如图1所示。

以计量泵与箕斗装载设备接触点为原点O，在X轴方向左滑轮距O点的距离为Lf1右滑轮为Lf2，已知满载时箕斗装载设备的总重力为G，在Y轴方向左滑轮距O点的距离为L2右滑轮为L2，X轴方向重心距O点的距离为L1，设左滑轮与右滑轮作用力的大小分别为F1和F2，计量泵对箕斗装载设备在X方向的分力为FM竖直方向的分力为FN，当FN=G时计量泵的计量精度为1。设在X方向分力力沿X轴正向为正号负向为负号，在Y轴方向分力沿Y轴正向为正号负向为负号。

2.2 设备的使用寿命

有的煤矿生产没的含硫量偏高，如葛泉矿生产的5#煤与9#煤含硫量比较高使得井下水体显酸性，这会大大加剧水对普通钢板的腐蚀。因此箕斗装载设备内部加设一定厚度的321#不锈钢板做内衬，盖型号不锈钢板主要材质是1Cr18Ni9Ti，具有很好的耐酸奶腐蚀及耐磨型，经过集体强化后的箕斗装载设备抗拉抗玩抗扭抗疲劳强度均有大幅度提升，调高承受长时间高频率的落煤拍打撞击能力。

2.3 设备自动化方案

煤矿作业环境恶劣并有一定的危险性，煤矿设备的自动化能有效改善职工的作业环境提高工作效率，并能使职工远离危险工作面。

立井箕斗计量装载设备的扇形闸门通过气缸控制，扇形闸门两侧安装有电磁传感器，箕斗装载设备底端的计量泵安装有压电传感器，气缸管路上连接有电磁控制阀。可编程逻辑控制器PLC控制气缸管路上的电磁控制阀，进而控制扇形闸门的开启与关闭。

2.4 设备气源故障

箕斗装载设备的气缸动力来自于空压机的高压气源，设备使用过程中，气缸及空压机密封件磨损快，空压机提供的气压不足。

箕斗装载设备的气源故障主要原因是高压空气含有过量的颗粒。气体动力系统要求高压空气干净无杂质，在系统的入口和管路中均安装有空气滤芯，一般新安装的空气滤芯能够保证高压气体的固体颗粒含量在要求的范围内。箕斗装载设备工作过程中会产生粉尘颗粒，很容易导致空气滤芯的早期失效。水除尘装置依靠过滤气体与水体的充分接触利用水滴对固体颗粒的惯性撞击及表面吸附的作用能有效将煤粉颗粒从空气重分离出来。

3 箕斗装载设备改进效果

经过改造后的立井箕斗计量装载设备能够准确计量没量，自身抗腐蚀抗磨损能力大幅度增强，提高了设备本身的使用寿命。箕斗装载设备的自动化运行有效降低了劳动力成本。

4 结束语

因箕斗装载设备工作环境恶劣，工作强度大，所以容易存在未知的运行问题，在今后的使用过程中还需要对设备进行进一步的工作记录试验和摸索。

参考文献

[1]杨玉成.综合自动化无人工作面开采薄煤层[J].矿业快报，2004（3）：33-34.

[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3]徐永忻.煤矿开采学（第三版）[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.endprint