摘要：综采工作面铁器管理是矿井设备隐患管理的主要部分，也是机电管理工作的重点，综采三机连接件脱落、刮板损坏、螺栓损坏、液压支架和采煤机连接部件销轴等脱落，不能及时发现，可造成设备故障扩大，并引发运输机、转载机链条刮卡断链、皮带撕带等机电故障，还会造成煤质事故。为了解决在榆家梁煤矿52209综采工作面存在的以上问题，研究设计了一种采煤机自动除铁装置，取得了较好的效果，对矿井的生产具有重要的意义。
关键词：综采工作面；三机；铁器；设备隐患
1、前言
实际生产过程中，综采工作面所有铁器脱落都会随着采煤机滚筒旋转向运输机内刨煤装煤过程中与煤块一起被采煤机滚筒刨进运输机溜槽内，如果不能第一时间发现，可造成事故扩大并引发其它机电故障。所以给采煤机加装除铁器是保证铁器及时发现并不造成故障扩大的最佳解决方案。
纵览所有发生的三机链条断链及链轮机械故障，80%以上都是由于铁器进入运输机产生刮卡造成的。处理一次断链故障少则5、6小时，如果刮卡部位无法取出，需要动用氧电焊切割处理，要知道煤矿井下动用氧电焊是非常危险的，氧电焊的使用不到位直接影响到矿井安全生产。采煤机、支架生产运行过程中销轴、销轴挡盖采煤机行走滑靴等损坏第一时间不能发现会造成故障扩大，并引发其他设备故障，因此如何减少甚至第一时间消除铁器隐患是矿井综采机电管理的重头戏。
2、煤矿机电设备隐患管理现状
随着生产方式方法的演变，我国煤矿机电维修管理模式也出现比较大的变化，现阶段在煤炭机电设备管理方面已经逐渐发展形成了比较成熟的机构制度，而且在设备维修管理中引进使用了比较先进的针对设备故障诊断和监测的技术。虽然技术制度等方面得到了提升，但是由于长期受到落后生产观念的影响，现在的维修管理模式没有发生特别大的变化，大部分煤炭企业仍然是沿用之前的以计划为主的定期维护管理模式。
传统机电设备的维修管理模式中设备的维修是单独进行，与初期设备的设计制造没有直接的联系。在机电设备的使用以及维修管理过程中出现的问题不能反馈到最初的设备设计制作过程，无法形成对机电设备的改进，再次更换之后仍然会出现同样的故障问题，增加了维修管理的成本，也降低了维修管理工作的效益。
随着煤炭行业中先进生产管理理念以及先进技术的引进，煤炭机电设备的科技含量越来越高，基本能够保障煤炭企业的生产安全。现阶段煤炭企业的工作重心已经逐渐从原来的保证安全生产向实现更好的企业经济效益改进。但是在对煤炭机电设备进行维修的时候，大部分的维修管理工作仍然是以保证安全为主，没有很好的去发掘设备的性能，没有很好的实现煤炭企业的经济效益，与市场发展脱轨，不能跟随市场发展实现煤炭企业的进步。
按照传统的维修管理模式，主要是注重对机电设备的技术管理，出现设备问题故障的时候进行维修或者根据生产需要对设备进行改造，直到最后设备报废。现阶段新的发展形式下，没有加强对设备经济效益的管理，设备的经济寿命和效能没有得到很好的发挥。
3.采煤机自动除铁装置设计
通过在采煤机靠近机头侧加装除铁器，（左工作面除铁器加装在左侧，右侧为破碎机；右工作面除铁器加装在右侧，左侧为破碎机）除铁器高度采用液压油缸控制，液压动力采用采煤机自身配置的电液控制系统，根据综采工作面煤层起伏情况及运输机溜槽内煤流量变化情况采煤机司机可通过采煤机遥控器随时调整除铁器高度，保证除铁器最佳除铁吸附效果，将采煤机底滚筒刨入运输机溜槽内的铁器以及之前设备运行过程中掉落在运输机溜槽内的铁器都会被加装在采煤机机身的除铁装置吸附，实现及时发现故障点进行维修，避免事故扩大并引发次生运输机、转载机断链等机电故障带来的安全隐患。
3.1除铁装置摇臂加工
利用钢板、槽钢等原材料为采煤机除铁装置加工摇臂，摇臂尺寸根据采煤机机身尺寸定制，摇臂耳座加工尺寸与采煤机机身预留的破碎机固定耳座相配套，摇臂调节油缸及固定座加工尺寸与牵引块预留的破碎机油缸固定耳座相配套，也可以定制破碎机摇臂作为除铁器摇臂使用，目前国内及国际上双滚筒采煤机左右牵引块及机身出厂时都会预留左右破碎机安装座，（左工作面安装右破碎机，右工作面安装左破碎机），在摇臂另一端头处加工除铁装置固定架，将电磁或永磁除铁装置固定在固定架内。如图1所示。
图1 除铁装置摇臂示意图
3.2除铁装置与煤机连接设计
左工作面在采煤机牵引块左侧预留的油缸耳座固定孔内安装加工的油缸固定座，（右工作面在采煤机牵引块右侧预留的油缸耳座固定孔内安装加工的油缸固定座），油缸固定座安装完毕后安装调高油缸。
在采煤机电液控制分配阀体上接入进回油管路，利用采煤机机身自带的电液控制系统实现通过遥控器控制除铁装置调高油缸的自动伸缩。
将加工好的除铁装置摇臂组件与采煤机机身固定座（预留的反工作面破碎机摇臂固定座）和调高油缸相连接。如图2所示。
图2 除铁装置与采煤机连接示意图
3.3除铁装置使用方式
除铁装置可选用电磁或永磁除铁装置两种；一种选用永久型磁铁，优点：免维护。缺点：吸附铁器后不便于拆除。另种选用电磁铁。电源取至采煤机电控系统，电压有交流575V、交流120V、交流3300V，根据定制的电磁铁自行选择，个别小型采煤机电压可能有所区别，但可以根据采煤机电控系统所提供的电压选择定制电磁铁额定电压，电磁铁电源控制可接入采煤机自身电控系统内；缺点：需要定期维护；优点：吸附铁器后从除铁装置拆除铁器比较方便。
此套除铁装置在实际应用过程中需要煤机司机根据运输机溜槽内煤流量及工作面起伏变化通过遥控器调整除铁装置高度，及时观察除铁器情况，吸附铁器后要及时停机检查处理。
综采工作面为左行工作面时破碎机在采煤机机身右侧，除铁装置安装在采煤机机身左侧，综采工作面为右行工作面时破碎机在采煤机机身左侧，除铁器装置安装在采煤机右侧。
4.取得效果
该装置安装在国家能源集团神东煤炭集团榆家梁煤矿52209综采工作面，该工作面为左工作面，除铁装置安装在采煤机机身左侧，利用调高油缸和机身耳座连接。除铁装置组件有除铁器摇臂、固定底座、调高油缸、油缸底座、除铁器摇臂销轴，辅助部件有液压油管、调高油缸控制电磁阀。经过现场试验，取得以下效果。
（1）此套可调节式除铁装置制作成本低，安装、维护、操作方便、简单、快速、安全可靠，通用性较好。
（2）此套可调节式除铁装置对于进入运输机溜槽内的铁器实现了全覆盖吸附，采煤机顶滚筒割煤时意外情况产生的铁器掉落运输机溜槽后，经过除铁装置时会被吸住。如果掉入煤壁侧，采煤机底滚筒扫底刨煤时会通过底滚筒刨入运输机溜槽内，铁器在溜槽经过除铁装置时也会被吸附。
（3）此套可调节式除铁装置使用采煤机自身电液控制系统控制，采用遥控器远程操控除铁器升降与电磁铁通断，与传统固定式除铁器相比使用维护更加灵活、方便，易于检修。
（4）此套可调节式电磁\永磁除铁装置可适应不同机型的采煤机，可以采用永久型磁铁，也可以采用电磁型磁铁，采用电磁型磁铁电源由采煤机电控电控系统提供，利用采煤机遥控器即可操作除铁器动作，生产过程中发现吸附铁器后可实现即时停机取出铁器并查明铁器来源，防止故障扩大并引发其他故障。
（5）此套可调节式除铁装置减少了进入运输机内的铁器隐患，可防止铁器进入运输机造成断链、皮带撕带事故及产生的安全隐患。
5、结语
综采工作面在生产过程中难免会有许多的铁器混入，不仅会对机电设备产生巨大的安全隐患，同时还会对煤质造成影响。本文针对榆家梁煤矿52209工作实际情况，研究设计的这种采煤机自动除铁装置，能够在铁器混入运输系统前就对其进行清除，对于综采工作面的生产意义重大。结合本装置的使用效果，可以看出，煤矿机电设备的管理要抓住问题的本质，善于创新和研究，才能确保井下设备的安全高效运行。
参考文献：
[1]李志霞.煤矿井下胶带运输系统新型除铁装置设计与应用[J].山东煤炭科技，2018（05）：140-142.
[2]杜康.浅谈电磁除铁器在二号煤矿的应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：27+41.
[3]严威.输煤系统除铁器的设置[J].硫磷设计与粉体工程，2014（06）：31-34+6.
[4]文辉正.连续除铁装置在矿石胶带机上的应用[J].钢铁技术，2006（S1）：5-7.
[5]周大峰.电磁除铁器对提高煤炭产品质量的作用[J].煤炭加工与综合利用，2003（04）：48-50.
[6]陈友谊，朱以俊.自动除铁装置在梅山铁矿的应用[J].金属矿山，1993（02）：47-50.
论文作者:樊林军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：工作面论文; 装置论文; 铁器论文; 采煤机论文; 除铁论文; 运输机论文; 溜槽论文; 《基层建设》2019年第17期论文;