张丽芳
（山西省霍州煤电集团公司安监局，山西 霍州 031400）
霍州煤电集团李雅庄煤矿井下巷道运输系统风门位置处均采用刮板输送机穿过风门墙进行出料的方式，从多年来的实践应用效果可知运输系统该出料方案存在以下问题：刮板输送机穿过风门墙安装不严密，因漏风影响风流控制；
全岩掘进时，刮板输送机自身常出现卡链、断链、电机烧毁等安全事故，导致生产中断；
刮板输送机穿过风门墙的设置方式，增加了设备和人员岗位，增加了生产成本。针对以上问题，有必要对井下掘进工作面风门位置处的出料方案进行优化调整[1-6]。
李雅庄煤矿属于霍州煤电集团生产矿井， 2-607工作面位于李雅庄煤矿六采区中部右翼，工作面倾向长220 m，走向长1553 m，主要开采2#煤层。2-607工作面采用一次采全高综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。2-607 工作面北部为2-609 工作面，南部为2-605 采空区，西部为大巷。2-607 工作面采用双巷布置，采用一进一回的“U”型通风方式，2-607主运顺槽为专用进风，2-607 回风顺槽为专用回风。
李雅庄煤矿井下掘进工作面以往均采用刮板输送机穿过风门墙的方案进行出料，对矿井风流影响较大，不利于井下风量的调节，刮板输送机自身故障频发，同时该方案的应用成本较高，提高了运输成本，主要问题如下。
2.1 对矿井风流影响分析
（1）无法有效对系统风量进行调节。风门为煤矿井下风流调整设施，对回风巷、进风巷之间进行风流调整，起到挡风作用，刮板输送机穿过风门墙后，该区域无法有效地对系统风量进行调节。
（2）形成了漏风通道，进而造成风量损失。李雅庄煤矿井下采掘头面多，风量需求大，调配困难，刮板输送机穿过风门墙从而形成了刮板输送机漏风通道，造成风量损失。
2.2 刮板输送机设备自身缺点分析
从李雅庄煤矿刮板输送机穿过风门墙的应用现场观测可知，在全岩掘进时，两部刮板输送机多次出现卡链、断链、高负荷、电机烧毁等安全事故，设备必须停机检修，影响煤矿的运行和生产效率，同时设备维修和管理费用大幅度增加。
2.3 板输送机穿过风门墙的安装及运行成本分析
李雅庄煤矿以往掘进工作面常采用SGB-620/40T 型刮板输送机，采购成本约30 万元/台，每台设备运行维修和保养成本约12 万元/年，需增加3 名工作人员，需支付人力成本费用约22 万元/年。如设备发生意外损坏事故，则会产生另外高额的维修费用。综上所述，刮板输送机穿过风门墙的出料方案，其安装及运行成本非常高。
针对刮板输送机穿过风门墙进行出料方案在实践应用过程中存在的问题，必须进行运输系统风门位置出料方案的优化改造。
3.1 带式输送机穿风门墙防风流逆流装置设计
以2-607 工作面为案例，针对性设计了带式输送机穿风门墙防风流逆流装置，其结构如图1，主要包括框体、固定横杆、活动杆、逆流片、阻挡片、皮带槽、止流片、固定板、三联辊等部件。
图1 带式输送机穿风门墙防风流逆流装置结构示意图
该带式输送机穿风门墙防风流逆流装置从整体上分为1、2、3、4 四大部分，1、3 部分部件相同，安装在风门墙体进风侧；
2、4 部分部件相同，安装在风门墙体回风侧。
主体结构加工：主体结构采用钢板（厚5 mm）和角钢（长×宽×厚=50 mm×50 mm×5 mm）焊接制作完成，主体尺寸结构长×宽×高=1100 mm×500 mm×100 mm。
逆止结构加工：采用废旧皮带加工成两片扇形皮带，在其内侧衬设计有扇形钢板，与主体结构边框角钢形成逆止结构，只能向逆风方向开启，皮带与钢板上部用夹板和螺丝紧固固定。设计有内侧衬扇形钢板的逆止结构用于安装在风门墙体进风侧，同时设计无内侧衬扇形钢板的逆止结构用于安装在风门墙体回风侧。
夹板结构加工：（1）采用DN20 镀锌钢管（长度为540 mm）和开孔钢板（540 mm×20 mm）焊接制作完成；
（2）另外有一条开孔钢板（540 mm×20 mm）。
转动结构加工：将DN15 镀锌钢管安装在主体结构上部区域，穿过主体预留孔洞和夹板DN20 镀锌钢管，进而可以形成转动结构。
托辊结构加工：主体底部向上200 mm 处位置，焊接有皮带托辊卡槽，主要是用来安装托辊。
固定结构加工：在主体上方和两侧各焊接2 根长度为100 mm 开孔角钢，在风门墙体上对装置进行二次固定。
3.2 带式输送机运输方式优点分析
（1）带式输送机具有运距长、运量大的优点。在李雅庄煤矿井下，采用带式输送机可实现2400 m的长距离运输，同时运量较大；
与刮板输送机相比，带式输送机技术性能较优。
（2）带式输送机可实现连续运输作业。在李雅庄煤矿井下，采用带式输送机可以实现对煤料的连续输送，煤料撒料现象少，运行安全可靠，可采用PLC 系统实现全面智能化控制，自动化程度高。
（3）带式输送机运行阻力小、能耗低。对比刮板输送机，带式输送机运行过程中摩擦阻力小，仅为刮板输送机阻力的1/5，因此其能耗低，节能降耗效果显著。同时带式输送机安全保护装置齐全，可保障其安全稳定运行。
（4）带式输送机运行成本较低。在风门墙采用使带式输送机直接穿过的方案，可节省设备、人员、维修等费用。
3.3 带式输送机直接穿过风门墙的方案
李雅庄煤矿2-607 掘进工作面出料系统由5 部设备组成（2 部刮板输送机和3 部带式输送机）。第2 部设计为带式输送机设备，运距380 m；
第3部设计为刮板输送机设备，运距75 m，该刮板输送机需要穿过2#煤层带式输送机尾部车场风门墙。
设计将第3 部刮板输送机设备取消，使出料系统的第2 部带式输送机直接延长，使其直接穿过2#煤层带式输送机尾部车场风门墙。此时2-607 掘进工作面出料系统设备调整为4 部。
在2#煤层带式输送机尾部车场风门墙处，安装设计的带式输送机穿风门墙防风流逆流装置，装置中1、3 部分安装在进风侧，2、4 部分安装在回风侧。
主皮带与防风流逆流装置连接，皮带纵梁与防风流逆流装置上纵梁对接，安装上H 架，上下胶带能顺利地穿过防风流逆流装置对应通道。进一步调试相应装置，让带式输送机皮带正常运行。
该装置可固定安装在风门墙墙体上，同时采用水泥砂浆对防风流逆流装置与墙体的缝隙处进行修补，杜绝漏风通道的形成，保证其密封性。
李雅庄煤矿2-607 掘进工作面出料系统穿过2#煤层带式输送机尾部车场风门墙区域于2020 年12月完成了优化改造调整后投入了实践应用当中，应用效果理想。2-607 掘进工作面出料系统正常，风量损失较小，系统维护和运行成本较低。
从2020 年12 月至今，2-607 掘进工作面出料系统无一起因带式输送机穿风门墙防风流逆流装置而引起的安全事故，安全性和可靠性较好。对比刮板输送机穿过风门墙进行出料方式，该方案可产生经济效益约50 万元/年，经济效益显著。
以李雅庄煤矿2-607 掘进工作面出料系统为研究对象，设计将第3 部刮板输送机设备取消，使出料系统的第2 部带式输送机直接延长使其直接穿过2#煤层带式输送机尾部车场风门墙，同时安装有带式输送机防风流逆流装置。2-607 掘进工作面出料系统经优化调整后，运行稳定，风量损失小，矿井通风、运输、成本等各方面都有了优化，为企业创造了较好的安全经济效益。
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