1.2往復式給煤機防竄倉裝置的設計研究 
往復式給煤機安裝在煤倉下口處，在煤礦井下生產(chǎn)中，設置一定容量的煤倉對于保證消峰平谷和高產(chǎn)、高效是十分必要的。它可以有效地提高工作面采掘設備的利用率，充分發(fā)揮運輸系統(tǒng)的潛力，保證連續(xù)均衡生產(chǎn)。但是，煤倉竄倉事故在我國煤礦經(jīng)常發(fā)生。竄倉事故常造成設備嚴重損壞，井下停產(chǎn)，當竄倉煤量較大時，還會阻塞巷道，造成運輸巷通風不暢，引起瓦斯爆炸等事故。 
1.2.1 方案構(gòu)思 
研制防竄倉裝置的最終目的是控制給煤機閘門，使其能在竄倉發(fā)生時非?？斓仃P(guān)閉，減少水煤流量，以防止和降低竄倉所造成的對人身安全和運輸系統(tǒng)的危害。為此，防竄倉裝置應能滿足兩個工作狀態(tài)，一是給煤機正常工作時對閘門位置的控制，以達到對給煤機給煤量的控制和煤倉中有水時對竄倉事故的預防；二是在竄倉發(fā)生時能立即檢測到并控制防竄倉裝置快速關(guān)閉閘門，在竄倉得到有效控制后，可適當調(diào)整閘門開度，使倉中的水煤按一定的控制流量排出。 
（1）針對防竄倉裝置工作特點，對系統(tǒng)方案擬定如下：①防竄倉裝置的組成。防竄倉裝置由液壓傳動系統(tǒng)，機械執(zhí)行機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)和傳感器組成。② 閘門快速關(guān)閉所需要的動力。 (2)設計時主要考慮以下幾點：①合理選擇液壓系統(tǒng)的參數(shù)，包括蓄能器的氣體常數(shù)，充液壓力，管路直徑和長度，可以使防竄倉裝置和閘門關(guān)閉時間控制在1 S以內(nèi)。②蓄能器的氣體常數(shù)和充液壓力對系統(tǒng)的影響較大，如此值偏大，則液壓缸活塞的運動速度增長過快，加速度大，對系統(tǒng)沖擊也大；如此值偏小，則液壓缸活塞的運動速度增大過緩，且速度衰減也較快。③管路直徑對系統(tǒng)的性能影響最大，如管路直徑偏小，則管內(nèi)液體的流速就大，運動阻力急劇增加，造成液壓缸活塞的運動加速度衰減過快，活塞運動速度上不去，影響閘門關(guān)閉時間。④在閘門關(guān)閉時間控制在1 S以內(nèi)的技術(shù)指標下，管路長度可以滿足液壓動力裝置實際工程應用中靈活布置的要求。⑤ 閘門質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量的變化對系統(tǒng)的性能影響要很小。本液壓動力裝置能夠適應不同的往復式給煤機其閘門質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量變化的要求，具有一定的通用性。 1.2.2 工作原理 
根據(jù)防竄倉裝置的工作特點和所擬定的方案，設計了防竄倉裝置，其工作原理如圖1所示，系統(tǒng)的工作原理簡述如下：

1.2往復式給煤機防竄倉裝置的設計研究 
往復式給煤機安裝在煤倉下口處，在煤礦井下生產(chǎn)中，設置一定容量的煤倉對于保證消峰平谷和高產(chǎn)、高效是十分必要的。它可以有效地提高工作面采掘設備的利用率，充分發(fā)揮運輸系統(tǒng)的潛力，保證連續(xù)均衡生產(chǎn)。但是，煤倉竄倉事故在我國煤礦經(jīng)常發(fā)生。竄倉事故常造成設備嚴重損壞，井下停產(chǎn)，當竄倉煤量較大時，還會阻塞巷道，造成運輸巷通風不暢，引起瓦斯爆炸等事故。 
1.2.1 方案構(gòu)思 
研制防竄倉裝置的最終目的是控制給煤機閘門，使其能在竄倉發(fā)生時非?？斓仃P(guān)閉，減少水煤流量，以防止和降低竄倉所造成的對人身安全和運輸系統(tǒng)的危害。為此，防竄倉裝置應能滿足兩個工作狀態(tài)，一是給煤機正常工作時對閘門位置的控制，以達到對給煤機給煤量的控制和煤倉中有水時對竄倉事故的預防；二是在竄倉發(fā)生時能立即檢測到并控制防竄倉裝置快速關(guān)閉閘門，在竄倉得到有效控制后，可適當調(diào)整閘門開度，使倉中的水煤按一定的控制流量排出。 
（1）針對防竄倉裝置工作特點，對系統(tǒng)方案擬定如下：①防竄倉裝置的組成。防竄倉裝置由液壓傳動系統(tǒng)，機械執(zhí)行機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)和傳感器組成。② 閘門快速關(guān)閉所需要的動力。 (2)設計時主要考慮以下幾點：①合理選擇液壓系統(tǒng)的參數(shù)，包括蓄能器的氣體常數(shù)，充液壓力，管路直徑和長度，可以使防竄倉裝置和閘門關(guān)閉時間控制在1 S以內(nèi)。②蓄能器的氣體常數(shù)和充液壓力對系統(tǒng)的影響較大，如此值偏大，則液壓缸活塞的運動速度增長過快，加速度大，對系統(tǒng)沖擊也大；如此值偏小，則液壓缸活塞的運動速度增大過緩，且速度衰減也較快。③管路直徑對系統(tǒng)的性能影響最大，如管路直徑偏小，則管內(nèi)液體的流速就大，運動阻力急劇增加，造成液壓缸活塞的運動加速度衰減過快，活塞運動速度上不去，影響閘門關(guān)閉時間。④在閘門關(guān)閉時間控制在1 S以內(nèi)的技術(shù)指標下，管路長度可以滿足液壓動力裝置實際工程應用中靈活布置的要求。⑤ 閘門質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量的變化對系統(tǒng)的性能影響要很小。本液壓動力裝置能夠適應不同的往復式給煤機其閘門質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量變化的要求，具有一定的通用性。 1.2.2 工作原理 
根據(jù)防竄倉裝置的工作特點和所擬定的方案，設計了防竄倉裝置，其工作原理如圖1所示，系統(tǒng)的工作原理簡述如下1.3K4型給煤機的技術(shù)改造 
隨著礦井的延伸，井下使用K4型給煤機的數(shù)量不斷增加。由于在使用中，發(fā)現(xiàn)該機在結(jié)構(gòu)上存在一些問題，為此我們對其進行了技術(shù)改造。 1.3.1 存在的問題 
該機主要由電動機、減速器、曲拐、底托板、底托輪、后斜板、側(cè)板、弧形門、煤倉縮口聯(lián)接盤等組成。主要技術(shù)參數(shù)為：電動機功率：18．5kW；給煤量：132、268、395、530Ch。 該機使用中主要存在以下問題： 
(1)底托板易彎曲變形。原因是：支撐輪間跨度大，抗彎能力低；鋼板厚度較薄(10—12 mm)，隨著過煤量的增加，磨損嚴重；放煤時受煤塊頻繁沖擊砸壓，發(fā)生變形、彎曲。 
(2)后斜板和側(cè)板易變形。原因是：受煤倉煤流頻繁沖擊，從而發(fā)生變形。 
(3)弧形門不能隨意調(diào)節(jié)，無法控制煤倉跑水煤現(xiàn)象。原因是：在給煤機運行過程中，因經(jīng)常發(fā)生跑水煤現(xiàn)象，沖壞輸送機托輥、埋住機架、甚至發(fā)生傷人的安全事故。 1.3.2 改進措施 
(1)底托板，增設支撐輪裝置在底托板下面焊接2根軌距為600mm的礦用軌道，以底托板中心線對稱布置，支撐輪頂在軌道上。運行時軌道與底托板一起運動 支撐輪做旋轉(zhuǎn)運動。支撐輪采用普通礦車輪，礦車輪用支座安裝在承載梁上，承載梁用礦用l2 工字鋼，承載梁下為2根與底板固定的工字鋼立柱。支撐輪支座用8條MI6 X60螺栓與承載梁上焊接的鋼板連接，便于支撐輪因磨損或軸承故障時更換方便。這樣，底托板由4點支撐變?yōu)?點支撐，跨度縮小，抗彎曲能力大大提高。 
(2)后斜板加焊礦用l2 工字鋼在后斜板加焊與給煤機給煤方向垂直的水平工字鋼，工 
字鋼采用礦用3根l2 工字鋼，長度與給煤機后斜板寬度相同，這樣增強了后斜板的抗彎曲能力。 ‘ 
(3)底托板、后斜板和側(cè)板均增加襯板襯板均采用6=12ram的普通錳鋼。底托板的1塊襯板，四周用20條MI6 X60的沉頭螺栓與原底托板連接。后斜板襯板1塊，四周用l6條M16 X60的沉頭螺栓與原后斜板連接。側(cè)板襯板左右各1塊，每塊用22條M16 X60的沉 頭螺栓與側(cè)板連接。 
(4)弧形門增加電動控制裝置裝置包括電動機、減速器、卷筒、鋼絲繩、導向滑輪、固定平臺。電動機和減速器采用SSJ一1000／110 X 2型可伸縮帶式輸送機的收帶裝置，卷筒和導向滑輪自制加工，鋼絲繩直徑 l5．5mm，固定平臺由6=12mm鋼板和礦用l2 工字鋼制作。改造后，給煤機在運行過程中可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，可隨時控制給煤量的大小，當有水煤時，司機可立即按下控制按鈕，將弧形門放下，減少給煤量。當水煤放完后，可將弧形門重新開大，調(diào)大給煤量?；⌒伍T上設有過位保護裝置，使弧形門在最低位置時與底托間之間僅有20～50mm的間隙，這樣可防止弧形門擠壞底托板，經(jīng)現(xiàn)場使用，效果良好。 
(5)實施要點 
1)在新安裝每臺給煤機時應事先在下井前完成上述改造項目。如果使用后再進行改造，由于底托板、后斜板與側(cè)板變形彎曲，實施難度加大。 
2)所有襯板用沉頭螺栓與底托板、后斜板、側(cè)板連接后，再在各板四邊進行點焊，使襯板與原板牢靠地成為一體，可大大延長襯板的使用時間，同時便于更換襯板。 
3)弧形門電動控制裝置平臺與給煤機放煤口要保持一定的安全距離(一般為12～15 m)，當煤倉內(nèi)有大量水煤時，司機可站在給煤機前方安全地點操作，可確保人身安全，此 點在斜巷運輸中更為重要。 1.3.3 經(jīng)濟效益 1)K4型給煤機改造前，一般只能用2 a，改造后可使用5—6 a，每臺改造費用1萬元，計入6a內(nèi)更換襯板2次、費用2萬元，共計3萬元。而在改造前6a內(nèi)需更換2臺給 
煤機，需花費30萬元。 
(2)對于運煤系統(tǒng)而言，運煤系統(tǒng)沿途布置多臺給煤機，每臺給煤機檢修時，為了確保安全，需停止下面的帶式輸送機，這樣將嚴重制約運煤系統(tǒng)的運行時間；改造后，由于可避免運煤系統(tǒng)輸送機頻繁停機，從而可提高主運煤系統(tǒng)的有效運行時間