摘要：针对于产量较高、效率较高的矿井来说，在进行机械化开采的过程中，皮带运输机是重要设备，是原煤运输的核心环节，落煤设备在整个过程中有着重要的意义。基于此，本文对皮带运输机运送煤炭存在的问题进行了分析，对落煤装置研制设计的必要性进行了阐述，对落煤装置的设计进行了一定的研究，本人能力有限，希望能帮助到相关人士。
关键词：落煤装置；皮带运输机；漏煤井
引言:一般而言，落煤设备位于运输机下方，通过缓冲装置的作用，来减缓煤流速率，降低皮带受到的冲击力，以保证煤炭的顺利运行；然而，由于作业环境的复杂性，再加上操作较为繁琐，因此，落煤的情况时常发生，随之影响矿井的日常生产，同时也能影响皮带运输机的工作效率。本文对落煤装置进行了设计，促使煤炭能精确落到运输机上，装煤效率得以提高，能有效保护漏煤井，不仅能提高工作效率，也能减少工作人员的任务量，另外，通过落煤装置的设计，可为别的漏煤井出现类似问题，提供强有力的解决依据。
1.皮带运输机运送煤炭存在问题
在煤矿运输过程中，煤矿从高处落下，主要是将运输机与漏煤井进行连接；另外，在具体生产过程中，生产环境具有一定的复杂性，生产中存在很多难以控制的因素。在皮带进行传输时，运行速率相当高，因此，在煤炭下落的过程中，皮带与煤炭形成一定的碰撞，进而导致煤炭被浪费、皮带受到不同程度的磨损等。
在对漏煤井设计的过程中，漏煤井的内部多数使用网格结构，通过使用普通钢板来制作网络结构。普通钢板的硬度较大，难以实现缓冲的效果，漏煤井在长时间作业之后，会因为受到碰撞而出现形变的情况，致使漏煤井受到不同程度的损坏；煤壁在与煤块发生碰撞之后，会到处溅落，破碎的煤块能直接威胁井下工作人员的生命安全，而且能损坏生产设备；一般而言，溅落的煤块不会直接掉到运输机上，进而造成煤炭的浪费，运输效率极大降低。因此，在对漏煤井进行设计时，要添加漏煤装置，通过该装置的作用，可降低煤炭下落的冲击力，减少煤炭的势能，以免煤炭冲击皮带，基于对漏煤井的保护，来减少对其的损伤，而且能提高煤炭的运输效果，有效解决煤炭浪费问题，皮带使用寿命因此得以提高。
2.落煤装置研制设计的必要性
在没有向漏煤井安装落煤装置之前，井壁受力情况如图1所示。通过分析图形可以得知，在漏煤井与煤块发生碰撞之后，在接触位置会产生一个力F，依据有关定理得知，可将F力进行分解，一个是向左的水平力F1，另一个是竖直向下的力F2。F1表示井壁碰撞的力，F1力的大小与撞击程度有关，F1力越大，与井壁的撞击程度越大；F2表示摩擦力，是指漏煤井壁与煤块形成的摩擦。在没有向漏煤井安装落煤装置之前，因为缓冲装置的存在，在下落部位的上部，煤块会与井壁发生碰撞，在此情况下，会形成F’，F1’，F2’。依据三角形定理可以得知，F1=F*cosθ2，F1’=F’*cosθ1，因为θ1的角度大于θ2的角度，所以F*cosθ大于F’*cosθ1，也就是说F1大于F1’。通过以上的分析可以得知，在向漏煤井安装落煤装置之后，能降低对井壁的撞击，同时也能缓冲落煤装置的冲击力，从根本上降低了撞击，能有效保护漏煤井，落煤装置的使用寿命得以延长。
另外，从图1可以得知，F1=F*sinθ2，F2’=F’*sinθ1，基于这两个式子可以得知，在没有向漏煤井安装落煤装置之前，在煤块发生碰撞之后，由于煤块受到F2力的作用，将继续向下发生运动，煤块最终与井壁形成摩擦，进而对漏煤井造成不同程度的损坏；然而，在向漏煤井安装落煤装置之后，煤炭能通过落煤装置掉下，不与漏煤井井壁发生接触，也就不能损坏井壁。通过以上分析可以得知，向漏煤井安装落煤装置，有着重要的意义。
.png)
图1 漏煤井内壁的受力分析
3.落煤装置的设计
对于落煤装置的设计，本文主要从材料的选取、落煤装置的结构设计等方面进行探讨，以供参考。由于作业环境具备一定的复杂性，再加上不易进行操作，在此情况下，常存在落煤的现象，随之影响矿井的日常生产，而且也能降低皮带运输机的工作效率。通过有效设计落煤装置，可提高装煤效率，可有效保护漏煤井。
3.1材料的选取
众所周知，矿井开采具有一定的独特性，对于煤炭运输系统而言，每天大约有20小时在对煤炭进行运送，由此，落煤装置长时间处于工作状态，落煤装置每天大约需要承受20小时的冲击力[4]。在此情况下，在对落煤装置材料进行选择时，要选取强度较高、耐磨能力较高的钢板材料，以防止钢板被损坏。这样的钢板被广泛应用于磨损面积较大的状况，这类型的钢板主要由耐磨层与低合金钢复合而成，通过复合之后的钢板，其耐磨能力显著提高，能承受更大的冲击力与震动。此外，耐磨板的耐热能力较好，即便摩擦速度很大，钢板也不容易出现形变。
3.2结构设计
在具体应用中，为充分发挥落煤装置的性能，对落煤装置的结构进行如下的设计：基于井壁网格构造，将钢板设为三角形状，把靠近煤流一边的角度设为锐角，通过这样的设计，可破碎较大的煤块，有助于煤炭顺利运输；用10厘米的距离套来隔离各钢板，通过距离套的作用，能自动筛选落下的煤块，并且会先粉碎超过10厘米的煤块，之后下落，小于10厘米的煤块自然落下，在此情况下，煤块运输效果得以提升，同时也能确保煤块的质量，对煤块的顺利运输，发挥一定的促进作用。为提高落煤装置的稳定心，使用10厘米的轴来与落煤装置进行连接，并借助于双螺母，用销轴来加固落煤装置，以免受到煤块的装置，导致漏煤装置出现松动的情况，而且具备预紧力，促使缓冲片处于水平方向，便于装置的安装与维护。
结论：通过以上的分析可以得知，在对漏煤井进行设计时，通过添加漏煤装置，可降低煤炭下落的冲击力，减少煤炭的势能，以免煤炭冲击皮带，而且能提高煤炭的运输效果，能有效解决煤炭浪费问题，皮带使用寿命因此得以提高；在对落煤装置材料进行选择时，要选取强度较高、耐磨能力较高的钢板材料，以防止钢板被损坏；基于井壁网格构造，将钢板设为三角形状，把靠近煤流一边的角度设为锐角，可破碎较大的煤块，有助于煤炭顺利运输；为提高落煤装置的稳定心，可使用10厘米的轴来与落煤装置进行连接。
参考文献：
[1]赵红光.对皮带运输机落煤装置的分析及设计[J].化学工程与装备,2019(12):204-205+210.
[2]张豹.煤矿井下皮带运输机落煤装置的设计[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):192+194.
[3]胡方明.煤矿井下皮带运输机落煤装置的研制设计[J].机械管理开发,2019,34(06):8-9+46.
[4]贾虎强.煤矿井下皮带运输机落煤装置的设计[J].机械管理开发,2019,34(03):41-42+52.