尹曉明

【摘 要】介紹了煤礦井下常用的3種裝載機(jī)的工作原理和組成結(jié)構(gòu)，以及各自的工作特點(diǎn)，并對(duì)它們的使用性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】裝載機(jī)；性能分析；改進(jìn)

0.前言

目前煤礦井下巷道掘進(jìn)，主要采用鉆爆法，將爆破下來(lái)的煤或巖石裝入礦車或輸送機(jī)中運(yùn)走，因此就必須進(jìn)行裝載作業(yè)，裝載作業(yè)是掘進(jìn)過(guò)程中最繁重和最費(fèi)工時(shí)的工序，其勞動(dòng)量約占掘進(jìn)循環(huán)勞動(dòng)量的40%～70%，采用機(jī)械裝載，對(duì)減輕煤礦職工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高掘進(jìn)效率、降低費(fèi)用具有十分重要的意義。筆者所在的皖北煤電集團(tuán)祁東煤礦，是一座高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井，年產(chǎn)原煤200多萬(wàn)噸，該礦自建礦以來(lái)，非常重視掘進(jìn)機(jī)械化裝載工作，先后引進(jìn)了3種不同類型的裝載機(jī)在礦井使用，即P系列耙斗裝載機(jī)、ZMC30型鏟斗裝載機(jī)和ZMZ45型蟹爪式裝載機(jī)，這幾種裝載機(jī)工作原理和組成結(jié)構(gòu)各不相同，也有其各自的工作特點(diǎn)，但均取得了較好的使用效果，下面對(duì)這幾種裝載機(jī)的性能作簡(jiǎn)要分析，以供其他用戶借鑒。

1.作業(yè)環(huán)境對(duì)裝載機(jī)的要求

（1）裝載能力大，即要求斗容量大或能連續(xù)裝載。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，操作簡(jiǎn)單，維修方便。

（3）行動(dòng)靈活，便于調(diào)動(dòng)，能在彎曲巷道中工作。

（4）適應(yīng)性強(qiáng)，要求能裝載各種不同塊度的貨物及在一定角度的傾斜巷道內(nèi)進(jìn)行裝載。

（5）設(shè)備造價(jià)低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少。

2.工作原理及組成結(jié)構(gòu)

2.1耙斗裝載機(jī)

祁東礦使用的P系列耙斗裝載機(jī)是鋼絲繩牽引行星輪式裝載機(jī)，主要由耙斗、臺(tái)車、絞車、機(jī)槽和輔助裝置等組成，耙斗容量由0.15mm2、0.3mm2和0.6mm23種，以適應(yīng)不同的巷道斷面和工作環(huán)境，耙斗裝載機(jī)工作時(shí)，由兩臺(tái)絞車牽引兩根鋼絲繩拖動(dòng)耙斗循環(huán)往復(fù)裝載，耙斗在裝載過(guò)程中，阻力較大，運(yùn)動(dòng)速度慢，返回行程中，阻力較小，運(yùn)動(dòng)速度快，以減少空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，耙斗裝載機(jī)的行走機(jī)構(gòu)為軌輪式，移動(dòng)時(shí)需要借助外力或用絞車自行牽引。

2.2鏟斗裝載機(jī)

鏟斗裝載機(jī)種類較多，按其卸載位置可分為后卸式和側(cè)卸式兩種，該礦使用的為ZMC30型全液壓側(cè)卸式鏟斗裝載機(jī)，它主要由工作機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、履帶行走部、箱體、操作臺(tái)和電氣系統(tǒng)六大部分組成，工作機(jī)構(gòu)由鏟斗、鏟斗臂、側(cè)卸油缸、拉斗油缸、舉鏟油缸等組成，裝載機(jī)工作時(shí)，由司機(jī)操作三個(gè)油缸，借助履帶將鏟斗插人貨物內(nèi)，抬起后退至卸載位置，將貨物裝入礦車或輸送機(jī)內(nèi)。

2.3蟹爪式裝載機(jī)

該礦使用的ZMZ45型全液壓蟹爪式裝載機(jī)；主要由裝載部、輸送部、行走部、主體部、電氣系統(tǒng)等五大部分組成，它的主要工作機(jī)構(gòu)是兩套蟹爪裝置，機(jī)器工作時(shí)司機(jī)開動(dòng)履帶行走機(jī)構(gòu)駛向煤堆，使蟹爪裝置的齒尖插入煤堆中，左右兩個(gè)蟹爪交替運(yùn)行，把鏟板上的貨物扒入轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)中，再由轉(zhuǎn)載機(jī)將貨物向礦車或巷道輸送機(jī)卸載，轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾部能夠升降和左右擺動(dòng)，以適應(yīng)不同后配套運(yùn)輸系統(tǒng)的需要。

3.使用性能比較

3.1裝載能力

耙斗裝載機(jī)和鏟斗式裝載機(jī)有幾種不同規(guī)格的產(chǎn)品，耙（鏟）斗容量與主機(jī)配套，可根據(jù)巷道工作條件合理選用，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)。同規(guī)格的產(chǎn)品因蟹爪式裝載機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)裝載，故裝載能力理論上比其他兩種大，但實(shí)際裝載能力受所裝煤巖類型、塊度、巷道底板條件、裝載距離以及司機(jī)操作熟練程度等各種因素制約，實(shí)際裝載能力較理論值低，但幾種裝載機(jī)都能夠滿足巷道施工需要。

3.2安全使用性能

從實(shí)際使用效果看，蟹爪式裝載機(jī)由于工作時(shí)連續(xù)推進(jìn)或后退，且速度較慢，安全性能優(yōu)于其他兩種裝載機(jī)；鏟斗裝載機(jī)行走速度快，工作時(shí)要防止觸及人員和設(shè)備造成事故；耙斗裝載機(jī)引發(fā)事故較多，主要原因有：設(shè)備操作不當(dāng)、工作范圍內(nèi)有人作業(yè)、安全設(shè)施不齊全等，使用過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)裝載機(jī)的安全管理。煤礦井下裝載機(jī)安全管理的重點(diǎn)是：①在扒裝范圍內(nèi)嚴(yán)禁有人作業(yè)；②開車前預(yù)警信號(hào)要靈敏可靠；③停機(jī)時(shí)啟動(dòng)器要處于斷開位置，防止有人誤操作；④保護(hù)好隨機(jī)電纜，以防電纜漏電傷人；⑤作業(yè)場(chǎng)所要有足夠的照明；⑥轉(zhuǎn)載點(diǎn)必須設(shè)置防塵設(shè)施。此外，還要做好司機(jī)的安全防護(hù)，以防耙斗出槽造成人身事故。

3.3操作性能

耙裝機(jī)操作時(shí)只需操作兩個(gè)手把，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)，但放炮后必須打眼或利用殘炮眼固定繩楔，耙取巷道兩側(cè)貨物時(shí)，還要求左右移動(dòng)尾輪，當(dāng)距離貨物較遠(yuǎn)時(shí)，必須及時(shí)移動(dòng)扒裝機(jī)，裝載前的輔助工作量較大；相反鏟斗式裝載機(jī)和蟹爪式裝載機(jī)由于自身有行走機(jī)構(gòu)，調(diào)動(dòng)靈活，放炮后可直接扒取貨物，操作非常簡(jiǎn)便，同時(shí)，人員在司機(jī)座位置進(jìn)行操作，工作環(huán)境好，安全系數(shù)高。

3.4對(duì)巷道的適應(yīng)性

①對(duì)巖石貨物的適應(yīng)性：根據(jù)井下實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，在扒裝中硬巖石時(shí)，以耙斗裝載機(jī)性能最好，鏟斗式裝載機(jī)次之，蟹爪式裝載機(jī)效果最差；②對(duì)巷道坡度的適應(yīng)性：耙斗裝載機(jī)在采取特殊措施的前提下，可使用在30°以下的傾斜上下山掘進(jìn)，而其他兩種裝載機(jī)只能適應(yīng)于水平或傾角小于10°的巷道；③對(duì)彎曲巷道的適應(yīng)性：由于側(cè)卸式鏟斗裝載機(jī)體積小、機(jī)動(dòng)性好，裝載距離受限因素少，完全可在拐彎巷道中使用，耙斗裝載機(jī)經(jīng)過(guò)分段裝載，也可實(shí)現(xiàn)拐彎巷道的貨物裝運(yùn)，但操作不便，裝載效率大大降低，蟹爪式裝載機(jī)在彎曲巷道中后路運(yùn)輸困難，基本不能用于改向度數(shù)大的巷道；④對(duì)煤與瓦斯突出巷道的適應(yīng)性：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，在高瓦斯區(qū)域、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域的煤巷掘進(jìn)工作面，嚴(yán)禁使用鋼絲繩牽引的裝載機(jī)。而鏟斗式和蟹爪式兩種裝載機(jī)電氣系統(tǒng)全部為防爆結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)用于煤礦井下高瓦斯和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)域。

3.5輔助功能

鏟斗式裝載機(jī)除能進(jìn)行裝載作業(yè)外，還可用鏟斗舉起重物，以及在工作面短距離運(yùn)送材料，并且具有良好的臥底清幫性能，輔助功能優(yōu)于其它類型機(jī)，能真正實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”；蟹爪式裝載機(jī)也能夠臥底及進(jìn)行短距離轉(zhuǎn)運(yùn)物料，但操作起來(lái)沒有鏟裝機(jī)方便；耙斗裝載機(jī)則基本上沒有其它功能。此外，鏟裝機(jī)和蟹裝機(jī)因自身有行走機(jī)構(gòu)，還可以用于高度不足或無(wú)運(yùn)輸軌道的巷道中，此特征對(duì)設(shè)備的安裝拆除具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4.需要改進(jìn)的部分

耙裝機(jī)無(wú)自行裝置，如能利用現(xiàn)有動(dòng)力，在耙斗不工作時(shí)驅(qū)動(dòng)行走輪自行牽引，則使用效果較為方便；鏟裝機(jī)工作時(shí)需來(lái)回頻繁移動(dòng)，而隨機(jī)電纜拖放裝置使用效果差，經(jīng)常需要人工拖曳電纜，建議予以改進(jìn)；蟹爪式裝載機(jī)工作時(shí)有效行程較短，如能配備轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)，則可避免頻繁延伸后配套運(yùn)輸機(jī)，使用效率將大大提高。

5.結(jié)論

上述3種裝載機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)特征各不相同，也都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在該礦得以成功使用，主要在于設(shè)備的合理選用、正確操作、精心維護(hù)以及相應(yīng)管理制度和安全防護(hù)措施的貫徹落實(shí)，使其發(fā)揮最大效能，從而提高煤礦企業(yè)機(jī)械化裝載水平。