枣庄矿业（集团）济宁七五煤业有限公司 山东济宁 277600
摘要：现阶段，人们对于各种资源的需求增加，其中煤得采矿量提升显著，而在煤矿井下运输过程中，皮带运输机是极为重要的设备，而落煤装置作为必不可少的配套设备在煤矿运输中也发挥着关键作用。落煤装置一般被设置在皮带运输机的下面，以设置缓冲片的方式来降低煤流的速度，起到保护、预防漏煤以及细化煤块的作用，是皮带运输机安全、连续运行以及煤矿井下作业顺利推进的重要保障。可见，设计一款安全、可靠、实用、高效的皮带运输机落煤装置对于缓解井下原煤开采的运输问题极为重要。
关键词：煤矿井；皮带运输机；落煤装置；设计策略
引言
皮带运输机是煤矿井下运输时非常重要的设备。更多的落煤装置也会在运输煤炭时扮演重要的角色。一般的落煤装置会被设置在皮带运输机下方，并借助缓冲片来降低煤炭运输的速度，最终才能够更好地保护和细化煤块。因此，落煤装置是煤矿井下皮带运输机顺利推行的保证。只有设计一款安全和高效的落煤装置才能够解决煤矿井下存在的运输问题。
1落煤装置研制设计的必要性分析
煤炭在地下采掘出来通过皮带搬运到地面上时，由于距离下面有一定的高度，就需要给煤炭进行下坠的时候建造一个柱形的实体范围，让所有的煤炭都在这个区域范围内进行下坠的过程，在煤炭下坠过程中保持合理的下坠速度和路径就需要用到让煤炭降落的设备。现在我们模拟如果没有用到这种设备，煤炭在离开皮带的那一时刻速度非常快，但是煤炭是有自身重量的，受到吸引力的作用会产生一个抛物线进行下坠，根据模拟可以看到，下坠的煤炭会重重的砸到柱形实体的内侧点的上面，一般比较重的煤炭所砸到的柱形实体内侧就会出现明显的痕迹，较轻的煤炭所砸到的柱形实体内侧痕迹就比较浅，经常砸在一个点就容易让柱形实体被砸出一个大洞，造成安全事故。可以看出对柱形实体内侧产生的影响。现在我们模拟用到这种设备的情况，首先煤炭在离开皮带的时候也会有一个抛物线的下坠，再让煤炭接触到柱形实体内侧之前，让它先砸到设备，然后就会沿着斜面滑下去，这样就能保证煤炭不会砸到柱形实体内侧，也可以让煤炭的下坠速度变慢，是对设备产生的影响。
2皮带运输机在煤矿井下运输时所产生的的问题
皮带输送机在煤矿井下综采面运输原煤的过程中，通过漏煤井来连接皮带运输机与下一个皮带运输机间落煤的地方。原煤通过皮带输送机进行输送时，由于皮带输送机的运输速度特别快，当原煤落到下一个皮带输送机时，原煤落下的速度特别快，会撞击到漏煤井壁使其产生磨损，同时也会损坏到胶带。一般情况下，漏煤井使用的材料是通过焊接成网格结构的普通钢板，当原煤流撞击到煤井壁时，煤井壁会直接受到冲击，如果长期被撞击，会导致煤井壁损坏，并且当煤块撞击到煤井壁时四处飞溅，会对井下工人和机器造成危害，还有一小部分原煤没有落到下一个皮带输送机上，会降低皮带输送机的工作效率。对漏煤井中设置落煤装置，能够将落下的原煤流速得以缓冲，从而减小了对煤井壁以及皮带的冲击，提高了皮带运输机的运输效率。
3落煤装置的具体设计策略
3.1材料设计
从煤炭行业连续运输和作业的情况来看，煤炭运输机经常需要连续工作二十个小时以上，落煤装置会需要承受长时间的撞击，控制落煤装置材料的使用寿命显得非常关键。常见的高强度耐磨板材在落煤装置中非常常见，这一类钢材和生产原料一直都被严格要求，多数更存在大面积磨损的现象。但是，这一类材料使用的成本较高，所以可以将其附着在普通钢材料上，最终自然可以在表面形成一层韧性较强的板材产品。
虽然这样只是在普通钢的表面加上一层耐磨钢，但是整体用量非常小，却能够在短时间内提升其经济效益，耐磨钢也表现出了普通钢材所没有的耐磨性能，最终自然可以提升落煤装置的抗震动性能。但是，随着不同的材料在不断的发展，可以选择的材料的种类也变得越来越多。高锰钢就是最常用的耐磨钢，如果外界的冲击力越大，这种耐磨钢的耐磨性能也就越强，新的耐磨层会不断地形成。
3.2配套装置的设计
为了有效地提升煤矿井下皮带运输机落煤效率，还要对以下几个方面的配套装置进行设计：（1）清扫装置。作为皮带运输机落煤装置中的重要组成部分，清扫装置主要有两方面作用，一是将皮带上所残留硫化与黏结在接头处的物料清除；二是通过较好地清理残留物料降低皮带运输机因回程托辊而出现的跑偏情况。因此针对煤矿井下皮带运输机落煤装置清扫装置设计，需充分结合机器使用情况、落煤点设置、常见残留物料及其尺寸等多种准确数据，并在此基础上确定清扫装置安装位置、使用刀片型号以及设置几重清扫等，从而为保证落煤效果打下坚实基础。（2）清扫刀片。清扫刀片设计中除了要选用高强度聚氨酯材料所制刀片以外，还应注意在皮带运输机张紧器和清扫刀架的连接中采取涨套方式，这样做目的在于促使刀片偏转角度能够无级可调，并且有助于它实现对运输机皮带紧张力恒定可调，如此一来将大大增强落煤效果。（3）从生产实践可知，皮带运输机工作时中部成槽处往往会呈现出较为严重的黏煤现象，为此可以在皮带中部设计一台清煤装置以此来改善上述问题。（4）改进机头溜煤位置以及清扫装置自动方向滚动设计。这两个方法都能够很好地提升落煤效果。
3.3结构设计
在实际应用中，为了确保落煤装置的性能得以充分发挥，对其结构进行了以下设计：（1）将组成落煤井壁网格构造的每块钢板设计为三角形，并且将与煤流相接触的斜边设计为锐角，这样可以使大块煤受到破碎，避免其对煤炭运输造成影响；（2）各个钢板之间应当运用100mm的距离套来进行隔离，该距离套所具有的作用是在煤炭下落的过程中完成自动筛选，其中在距离套的作用下超出100mm的煤块会先粉碎再下落，小于100mm的煤块将直接落下，不仅可以提升煤块的运输速率，而且可以增强煤炭的质量，促使煤块更加顺利的传送至下1台皮带运输机上；（3）为了使落煤装置具备较强的稳定性，运用100mm的轴来连接落煤装置，再运用双螺母，同时加设销轴来进行加固，避免该装置因煤块的撞击而松动，同时还具有预紧力，确保该缓冲片始终维持水平方向，以便于工作人员的安装与维护。
4使用效果分析
在配上合适的设计方案之后，该落煤装置已经被大范围地投入煤矿井下的应用过程中。从现场测试的过程看，该装置已经解决了漏煤井损伤的现象，并降低了落煤和漏煤井内壁损伤的现象，最终自然可以延长漏煤井使用的寿命。设计中存在的缓冲片降低了煤块的重力势能，更减少了煤炭飞溅的现象，自然不会直接对皮带造成冲击。另外，最终也会提升落煤运输的效率，并让整个煤矿都能够实现高效生产。
结束语
煤矿井综采面上原煤从皮带运输机运输到下一个皮带运输机时会先落到落煤装置上，因此落煤装置的材质及结构很重要。本文对煤块未设置落煤装置落到煤井壁时产生的力以及加上落煤装置时产生的力，分别进行了受力分析，从而得出设置了落煤装置后会保护漏煤井。通过对落煤装置材料的选取，结构的设计，设计出结构简单、稳固，安装、拆卸方便，适用于井下工作环境的装置，此落煤装置大大提高了井下生产的效率及皮带输送机使用寿命。
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