南山煤矿二水平装载自动挡水煤装置的研制与应用
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摘 要：文章主要阐述了在安全第一理念的形式下，为了尽量避免跑水煤冲伤人员事故的发生，应采取必要有效的方式加以控制，研制自动挡水煤装置。
关键词：自动挡水煤装置；安全第一；控制
1 概述
通过二水平装载自动挡水煤装置的应用有效控制了二水平装载跑水煤时对人员的伤害和对设备的损坏，同时减少了跑水煤压住皮带影响生产情况的发生，同时降低了人员清理跑出的水煤的工作量。
2 研制自动挡水装置原因
龙煤矿业集团鹤岗分公司南山煤矿新井井塔位于南山煤矿工业广场中部，井塔高度为64米，装设两台多绳摩擦式提升绞车，新井井口为混合井，其中3.25M绞车为专用提煤绞车，担负着全矿二水平的提煤任务，提煤量占全矿产量的1/2左右。3.25M绞车服务水平有：井下一个水平（即二水平装载），地面一个水平（即井塔四楼卸载），提升高度为570米。其中二水平装载作业方式为先将二水平强力机卸载至煤仓内的原煤通过给煤机卸至带式输送机上，再由其转载至定重量斗，最后控制装入提煤箕斗中，提升至井上。
南山煤矿是一个老煤矿，成型的采掘工作面已经不多，采掘条件相当恶劣，工作面复杂、水量大，而且随着标准化的提高，洒水喷雾系统的大量使用，使采掘运输系统相对潮湿，最终使原煤含水量增加，并且在采煤工作面收尾时，由于出煤量减少，而混入原煤的水量基本保持不变，使原煤中含水量较大，形成水煤。当水煤形成后，其最终将进入煤仓，由于给煤机为K4型多底板给煤机，其无闸门无法控制水煤，在给煤机向带式输送机卸载原煤时，大量快速涌出，即形成跑水煤。由于二水平装载采用皮带转载，皮带工必须在装载二层进行作业，以便观察皮带运行情况，发生跑水煤情况时，由于大量水煤快速涌出，经常导致带式输送机被水煤埋住无法正常运行，严重影响了提煤生产任务，同时其中还可能夹杂大块原煤，可能将皮带工冲伤。
3 工作原理
在安全第一理念的形式下，为了尽量避免跑水煤冲伤人员事故的发生，应采取必要有效的方式加以控制。具体方法为研制可控制闸门，当跑水煤时，将闸门手动落下，挡住大量涌出的水煤，避免大量水煤通过给煤机直接涌出。但是实际效果不理想，由于跑水煤时，发生的时间短、速度快，皮带工来不及落下闸门，后研制自动控制的闸门进行控制。具体实施方法为：在给煤机口安设了自制弧形闸门，使用风缸（直径180mm，行程600mm）来控制闸门的起落，风缸供风管路上安设二位四通电磁阀来控制（型号为：Q25D2-25），煤位传感器安设在给煤机出口上方，微动探头下用铁链连接一小块铁板，将探头信号传输至继电器上，继电器控制电磁阀，最终实现对闸门的控制。
工作原理为：在电磁阀内部含有密闭的腔，腔的中间是活塞，腔的两面是两块电磁铁，一旦电磁铁线圈通电，阀体便受力被吸引至通电电磁铁方向；而在腔的不同位置都开有通孔，连接着不同的风管，因此可通过控制阀体的移动来选择开启那部分排风孔；由于进风孔处于常开状态，阀体的移动使得风体进入不同的排风管，风的压力推动风缸的活塞，进而推动活塞杆，从而带动机械装置。利用这种原理，便可实现通过控制电磁铁电流通断来控制机械运动的功能。在气动回路中，电磁控制换向阀的作用是控制气流的通、断或是改变压缩空气的流动方向。利用电磁线圈产生的电磁力的作用推动阀芯切换，进而实现气流的换向。按电磁控制部分对换向阀推动方式的不同，又可以分为直动式电磁阀和先导式电磁阀，在风缸供风管路上安设二位四通电磁阀又属于先导式电磁阀，先导式电磁阀通电时，电磁力驱动先导阀打开先导阀，主阀上腔压力迅速下降，在主阀上下腔内形成压差，依靠介质压力推动主阀关闭件上移，阀门开启；断电时，弹簧力把先导阀关闭，入口介质压力通过先导孔迅速进入主阀上腔在上腔内形成压差，从而使主阀关闭。二位四通阀中的二位就是指两个工作位，一个通电位，一个断电位；四通，是指四个接口，分别是：1进气口；2，3都为工作口；4为排空口。
平时给煤机给煤时，由于正常给煤不存在喷射情况，无法触及煤位传感器，让闸门处于开启状态，对整个作业无影响；当发生跑水煤情况时，由于水煤大量快速涌出，喷射的水煤撞到煤位开关的小铁板上，触动其发出信号并传送至继电器上，继电器控制电磁正向打开，压力风源进入风缸内控制闸门下落，挡住大量涌出的水煤，从而控制水煤大量涌出带来的冲击力和对人员产生的危害。同时为了平时进行控制，还安设了控制按钮来实现手动控制闸门开启和关闭。
通过二水平装载自动挡水煤装置的应用有效控制了二水平装载跑水煤时对人员的伤害和对设备的损坏，同时减少了跑水煤压住皮带影响生产情况的发生，同时降低了人员清理跑出的水煤的工作量。运行状态良好，效果显著。
这次过二水平装载自动挡水煤装置的研制，让我们看到了利用可用的材料配件等，发挥智慧，不但可以避免跑煤伤人事故的发生，还降低了工人的劳动量，在矿山利用这种创新思维对其它煤仓口装载系统进行改造，推广此项经验，具有十分必要的意义。
作者简介：邴龙海（1983-），工程师，2006年毕业于黑龙江工程学院电气自动化本科专业，现任龙煤集团鹤岗分公司南山矿动力科主任工程师职务。