防破碎装置的优化设计

1、防破碎装置的优化设计目 录简介：2一、11402运输巷反掘段简介：2二、刮板输送机铺设及安全设施简介：3三、胶带输送机运行要求：6四、11402运输巷反掘段防破碎装置设计：9设计方案一：9设计方案二13四、提高块煤的简单经济分析：15简介：矿井的生产是要在安全的前提下提高效益，煤矿生产效益的提高除了降低成本、提高工作效率外，提高煤质也是一个科学合理的方法,煤质的提高除了根据煤炭的发热量制定煤质选取工作外，更根本的方法是从煤炭开采的源头抓起，通过开采和运输过程来提高块煤率,从而提高煤质增效增收。杨柳煤业小春湾煤矿在2012年2月初随着11401采面的回撤，11402采面的形成，11402采面的按

2、装成了近期工作的重点。根据小春湾煤矿矿井11402采面的设计，11402上下巷按装的要求，11402运输巷设计形成了一段斜长11.6、倾角300的反掘段。由于反掘段的倾角大，块煤通过该段时极易冲击破损，因此防破碎装置的设计和应用有其必要性。一、11402运输巷反掘段简介：11402运输巷反掘段如下图11402运输反掘段平面图，巷道断面岩巷采用矩形断面，煤巷因沿煤层顶板掘进，故此顶板为斜坡状。岩巷净宽3m,高2.2m，掘进净断面6.24，煤巷净宽3m，中高2.2m，掘进净断面（详见附表1）根据4#煤层的地质构造情况，现采用锚网+钢带支护。锚杆的间排距为800mm×800 mm，网片搭接

3、长度为100mm，并使用钢带固定，钢带长度2.5m, 帮锚（1600mm），顶锚（2000mm），帮锚使用1个树脂药卷（MSK2835），顶锚2个。物料采用轨道运输与人工辅助运输相结合，掘进煤（矸）采用溜子、皮带运输。工作面爆破工作结束，首先在煤（矸）堆上进行洒水降尘，然后将工作面所有人员撤到安全地点，点动刮板输送机将工作面的一部分煤（矸）运走，再将刮板输送机闭锁，进行敲帮问顶，正确使用临时支护，然后用风镐和铁锨挖出机尾压柱窝，打好机尾压柱，进行出煤（矸）作业。掘进煤（矸）：工作面11402运输巷11906运输联络巷11404回风巷煤仓主斜井地面。附表1：巷道特征表（岩巷）围岩类别断面（）掘进

4、尺寸（mm）挂网高强螺纹钢锚杆（mm）净周长（m）净断面毛断面下宽上宽高外露长度排列方式间排距锚固长度锚固长度锚固剂帮锚顶锚全岩6.246.63000300022003050矩形8007001600200010.4二、刮板输送机铺设及安全设施简介：1、刮板、链条及连接部件的安装位置均应符合设计图纸要求。2、刮板和链条的连接螺栓头朝着刮板链运行方向一侧。3、刮板链松紧适度，链条在机头链轮下部有23个松弛环为宜。4、刮板运行平稳，无挂卡、飘链现象 ，刮板无明显歪斜，链条、刮板在机头、机尾链轮上无卡阻、跳链现象。5、电器开关选型符合实际需要，各种保护装置齐全，动作灵敏可靠；各种保护整定值符合设计要求

5、；电气开关和小型电器分别按要求上板、上架，摆放位置无淋水，有足够行人和检修空间，电缆悬挂整齐、规范；通讯信号系统完善，布置合理，声光兼备、清晰可靠。6、刮板输送机的零部件外观完好，几何形状正常，无严重变形、开裂、锈蚀、磨损现象，各部位连接螺栓符合设计技术要求，连接紧固可靠。7、整机安装达到平、直、稳、牢标准。平：刮板输送机整机铺设要平，坡度变化平缓。机头架下底板平整硬实，否则必须用道木垫平、垫实、牢固。中部槽搭接端头靠紧，过渡平缓无台阶。相邻两节中部槽接口处在垂直方向的弯曲度不大于3°。机道底板应平整，积煤、木头、石块等杂物清除干净，巷道底板变坡平缓。中部槽槽帮整体暴露在巷道底板上。

6、直：输送机整机铺设呈直线，无严重扭曲，直线变化平缓。相邻中部槽水平弯曲度不大于3°。稳：刮板机铺设稳固，落地坚实，运行平稳、无晃动。牢：机头架、机尾架安装稳固的压柱。压柱采用直径不小于200mm的圆木或1吋半钢管和2吋钢管加工成的专用压柱，垂直架设在刮板机底座和巷道顶板上，压柱上部用铁丝绑扎牢固并在顶板生根，两根压柱相互连锁。8、机头、机尾驱动装置连接牢靠，转动灵活，无卡阻和杂音；各传动部位按要求加注润滑油脂，减速器齿轮箱用润滑油标号及容量符合设计标准，保持润滑良好。9、液力偶合器必须添加适当的传动液，液位正常，使用合格的易熔塞和防爆片，对轮胶圈或弹性盘完好齐整。10、刮板、刮板链规

7、格符合标准，无严重变形、锈蚀、磨损，两根链条伸长量一致，配对组装，链条无缠绕或拧劲，链条焊口背离中部槽中板。11、刮板输送机与另外一台刮板机搭接时，搭接重合长度不小于500mm，搭接高度(卸载链轮下沿至下部设备机架表面)不小于300mm，不大于500mm。12、驱动装置电机、减速机等周围环境保持清洁，无积煤、无积水、无淋水。有足够的行人或检修空间；运输机巷安装的刮板输送机，行人侧有不小于700mm的空间。13、按规范要求安装各种保护罩、护栏和行人过桥。14、喷雾洒水装置安装位置、数量符合相关要求。15、设备岗位责任制、操作规程、交接班制度等规章制度完善齐全，集中规范悬挂。16、设备及机巷内环境

8、卫生清洁，无漏油、无漏水、无污垢，机头、机尾前后20m内无淤泥、杂物、备品、备件及材料码放整齐。三、胶带输送机运行要求：1、胶带输送机司机必须是经过专门培训，取得合格证的专职（或兼职）人员担任，并持证上岗。2、严禁人员乘坐胶带输送机。3、胶带输送机司机必须远离胶带运行方向，在顶板支护完好的安全地点进行操作，且必须熟悉信号，信号规定如下：“”停，“”开4、行人经常跨越胶带输送机的地点，必须安装过桥方便行人，行人跨越胶带输送机必须走过桥。5、开机前，要对胶带输送机进行一系列检查，检查确认设备正常后方可运转。6、打滑保护、烟雾保护、温度保护、堆煤保护、防跑偏保护要灵敏可靠，信号要畅通，托辊必须齐全；

9、胶带输送机机尾清洁，机尾及滚筒下方不积煤，不磨底皮带。7、胶带输送机机架要平、直，无跑偏现象。8、掐接皮带时，必须离开滚筒5m，在输送机完全卸载后停止输送机，将控制开关手把打到零位，并闭锁，挂上停电牌，且松开张紧装置，使皮带处在松驰状态。9、清理胶带输送机机尾滚筒等运转部位的浮煤时，必须停止胶带输送机运转，将控制开关手把打到零位闭锁并挂停电牌。清理完成并确保机尾护罩安装完好后方可开机。10、当机尾需要往前延伸时，机头司机把储带仓的皮带放松，先将刮板输送机拆开，刮板输送机机头采用人工抬运到工作面后适当位置，中部槽拆开后靠巷帮码放整齐，在胶带输送机较为合适的位置将皮带掐开，将机尾和缓冲架拆开后，人

10、工抬运到工作面合适位置，用木墩支垫牢固，确保足够的清煤空间，再用Ø12.5mm钢丝绳将机尾固定在底板的4根专用地锚上（锚杆规格为Ø20×2000mm），最后用人工将皮带拉到机尾并把掐开的皮带用皮带扣连接起来。机尾固定牢固且皮带连接好以后，司机根据机尾发出的信号开动储带仓的张紧绞车，慢慢张紧输送带，张紧过程中要点动胶带输送机，当输送带能够正常转动时，立即停止张紧。然后慢慢再调整，使输送带松紧适宜、不跑偏，严防输送带过紧而损坏设备。机头处必须两个人配合进行张紧作业。机尾人员在皮带张紧后，应立即检查机尾皮带的运转及稳固情况，发现问题及时处理，确保皮带不跑偏，调试运转正常

11、后，并及时安装好机尾护罩，方可发出开机信号，进行生产。11、胶带机巷坡度大于15°时，在该区段前后10m设置红灯信号，并在胶带机运行期间开启红灯示警，严禁行人。表2 设备及工具一览表序号名 称规格型号单位数量备 注1局部通风机FBD-NO6.3台22胶带运输机DSJ-600部13刮板输送机SGW-40T部24风动凿岩机YT-28台31备用5锚杆机台21台备用6风镐G-10台31台备用7激光指向仪BJIY-1台18水泵FWB70-20台21备用9锹把810镐把411锤把2四、11402运输巷反掘段防破碎装置设计：根据11402运输巷反掘段的实际设计防破碎装置，反掘段上段11402运输巷

12、采用DSJ-600型胶带运输，下段采用SGW-40T型刮板输送机。反掘段总长11.6m，倾角为300，如下图11402运输巷反掘段巷道地质剖面图所示。设计方案一：11402运输巷反掘段采用长9.2m的U型锰板布置在倾角为300的斜面上，如下示意图。其力学模型如下图一：煤块受力示意图。摩擦力F=uN=sin300 mg(g=10m/s2 ;sin300=1/2;u=0.8)；如图二：煤块受重力分解示意图由力与力的相互性：F1= F= sin300 mg =1/2 mg；则设质量为10kg的煤块沿斜面滑下,初速度v0=0 m/s2。由动能定理：mgh=1/2mv2+E热（h=sin300L,L为斜

13、面总长度）在方案一中E热近似计为零，则V= =m/s =9.6 m/s由动量定理：mv=ftf为煤块滑落后给溜子槽板的作用力，假设t=1s,则f=mv/t =10kgx9.6 m/s/1s =96N根据力的作用与反作用原理f1=f=96Nf1为煤块滑落后溜子槽板给煤块的作用力。在方案一中经计算10kg煤块至少受到96N的力，因此煤块极短时间内受96N大力的冲击时极易破损。设计方案二：11402运输巷反掘段采用弧长为2.6m的4段U型锰板布置在倾角为300的斜面上，如下示意图。通过在每段弧长2.6m的锰板前后布置五道挡煤帘来控制煤流的速度，煤流从锰板下滑时基本达到匀速流入溜子槽，从而减小煤块的冲

14、击，保护块煤、提高块煤率。假设煤流从皮带尾流进反掘巷时的速度v0=0.5m/s, 设质量为10kg的煤块沿斜面滑下。由动能定理：1/2mv02+mgh=1/2mvt2+F阻S（S为4段U型锰板的总弧长度）在方案二中mghF阻S，则1/2mv02=1/2mvt2 v0 =vt=0.5 m/s 由动量定理：mv=ftf为煤块滑落后给溜子槽板的作用力，假设t=1s,则f=mv/t =10kgx0.5m/s/1s =5N根据力的作用与反作用原理f1=f=5Nf1为煤块滑落后溜子槽板给煤块的作用力。在方案二中经计算10kg煤块受到5N的力，因此煤块短时间内受极小力的冲击时不易破损。由方案一和方案二比较，方案二能很好地控制煤流速度，减小块煤流过反掘段的速度增量，降低块煤滑入溜子运输槽内时的冲击力，从而保护块煤破碎，增加