采掘工作面风动清煤机设计应用

赵建昕

（大同煤矿集团雁崖煤业公司，山西 大同 037003）

1 概述

大同煤矿集团雁崖煤业公司8311工作面回采期间在2311巷安装了一部DTL型带式输送机，机尾与转载机搭接，机头与盘区带式输送机搭接，联合进行运煤。由于工作面采煤过程中进行降尘洒水，造成原煤湿度大，产生大量的煤泥，在运输时从自移尾两侧及运输皮带两侧洒落，造成2311巷带式输送机底皮带下方堆积大量煤泥，平均煤泥厚度达0.35m，不仅降低了巷道质量标准化水平，而且大量煤泥对输送带产生严重磨损，降低了输送机使用寿命。工作面回采前期，每班安排5人对2311巷煤泥进行人工清理，但是受施工环境影响，人工清理煤泥不仅难度大，效率相对较低，每班清理煤泥不足6m3，而且输送机在运转时人工清理煤泥存在很大安全隐患，无法保证安全施工要求。对此，综采一队通过技术研究，设计了一套风动清煤机。

2 风动清煤机结构及工作原理

2.1 风动清煤机结构组成

（1）风动清煤机主要由清煤铲板、传动轴、清煤耙手、风盘、调节千斤、连接杆、托煤板、挡煤板、升降千斤、底板、托板、移动轮等部分组成，如图1所示。

图1 矿用采掘工作面风动清煤机结构平面示意图

（2）清煤铲板主要由10mm钢板焊制而成，铲板尺寸为长×宽=1.5×1.2m，在铲板中部安装两个星型清煤耙手，耙手与铲板之间采用转动轴进行连接，耙手间距为1.0m。

（3）清煤耙手上转动轴采用两根链接杆与锥齿轮进行连接，锥齿轮采用传动轴与风盘进行连接。风盘主要采用静压风作为动力，通过压风进行转动从而带动清煤耙手顺时针转动。

（4）底板主要由厚度为6mm钢板焊制而成，底板与清煤铲板规格相同，在铲板与底板之间安装两个调节千斤，主要用于铲板开启后角度调节。在底板上安装一个托煤板，托煤板与底板之间采用升降千斤进行连接。

（5）在升降千斤顶端安装卸煤把手，通过卸煤把手与卸煤装置联合作用可实现对托煤板内煤泥进行倒卸，如图2所示。在底板下方安装四个移动轮，主要用于清煤机移动。

图2 矿用采掘工作面风动清煤机结构剖面示意图

2.2 风动清煤机工作原理

（1）首先将风动清煤机通过移动轮推至需要清理的采掘工作面或巷道，然后通过清煤铲板下的调节千斤将清煤铲板调整至合适的角度（调节范围在30°）。

（2）清煤铲板角度调节完成后，采用一根直径为20mm软管将风盘与巷道内静压风管进行连接，开启风盘上风量控制开关，利用风盘内旋转器带动传动轴转动。

（3）传动轴转动后带动清煤铲板下方的二级传动锥形齿轮，锥齿轮转动后通过连接杆分别带动两个清煤耙手进行顺时针转动，从而将煤泥通过清煤铲板输送至托煤板上。

（4）通过托煤板上的升降千斤，把托煤板升至运输皮带上方合适高度，最后搬动托煤板与千斤顶板相连的链接卡扣，经卸煤装置将托煤板上的煤及煤泥倒入输送带内。

3 风动清煤机结构优缺点及实际应用效果分析

3.1 结构优缺点

3.1.1 优点

（1）成本费用低。风动清煤机结构相对简单，整套成本费用为1.22万元，成本费用相对较低，而且该装置便于操作维护，故障率低，降低了装置维修费用。

（2）自动化水平高。该装置以静压风作为驱动动力，通过清煤耙手直接将煤泥输送至托煤板，全程无需专人对煤泥进行清理，自动化水平高。

（3）降低了劳动成本费用。传统的清煤方式是人工铁锹清理，平均一个班需要5名工人进行一个班的时间清理，在皮带开启时还不能进行清理作业，而使用该装置一个人就能完成，并且开启皮带过程也能进行作业，不仅降低了劳动作业强度，而且该装置清理煤泥效率高。

（4）安全性高。传统清煤方式在下帮清煤时，因机械设备多，地方狭小，人工清理时在输送机开启状态下很容易发生事故，而采用该装置进行清理时施工人员无需进入清理地点，提高施工安全作业系数。

（5）实用性强。风动清煤机可用于不同复杂地质条件下采掘工作面、硐室、巷道内，受施工条件、地质条件影响小，而且该装置可用于其他领域如隧道、桥梁、建筑等，实用性强，应用区域广。

3.1.2 缺点

（1）该装置以静压风作为动力，通过实际应用观察发现，风压不得低于5MPa，但在实际中由于受采掘工作面施工影响，采区风压经常出现不足现象，影响装置正常使用。

（2）受煤泥影响二级锥形齿轮经常出现卡塞、磨损现象，需定期进行清理、更换，加大了装置成本费用。

3.2 实际应用效果分析

8311工作面回采至470m处时采用风动清煤机对2311巷进行煤泥清理，截至2018年11月25日，8311工作面已回采至620m。通过对2311巷煤泥清理效果观察发现，风动清煤机清理煤泥效果好，清理后煤泥平均厚度低于0.10m，单位时间平均清理煤泥量4m3/h，每班可清理煤泥量达15m3。而且在煤泥清理过程中仅需一人操作即可，与传统人工清理煤泥相比可节约劳动成本费用达1200元/班。

4 结束语

大同煤矿集团雁崖煤业公司综采一队研究设计的风动清煤机，从实际应用效果来看，该装置便于操作，移动方便，清煤效果好，降低了劳动作业强度，保证了煤泥清理施工安全。在现场实际应用中，再进一步改进供风系统，稳定风压，保证供风质量，优化完善清煤机传动装置，减少故障时间，风动清煤机不失为一有效的实用装置。