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摘 要：本文介绍了上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗技术优势和优点，简述了箕斗改造的主要环节，本文针对曲轨扇形门翻转箕斗存在的缺点，提出了箕斗技术改造的方案和实施效果、主要环节及关键技术，并说明了上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗推广和应用的前景。
关键词：箕斗改造；曲轨卸载；推广应用
中图分类号：U472.7
1 前言
小康矿于1990年11月建成投产，设计产量150万吨，其主井提升系统担负着矿井的提煤任务，使用JKM—4/4（Ⅱ）型提升机，最初提升容器选用JDSY—16/15×4型提煤箕斗，其卸载方式是靠曲轨扇形门翻转卸载，经过多年的使用，我们发现存在以下缺点：
（1）由于当时的曲轨设计就存在着死点，卸载时对井架的冲击力大，自锁不好，闸门打开时，超过箕斗最大轮廓线，经常在运行中出现闸门被打开，造成拉坏闸门和井筒装备等事故。
（2）箕斗的滚轮、钩板铜套发生磨损超限，罐检工检修维护量增大。
（3）箕斗配件更换频繁，材料消耗量增加。
上述问题时常影响主井绞车安全运转，甚至中断矿井生产。随着矿井向大型化及高产、高效方向发展，主井提升系统作为煤流系统的咽喉，其提升能力及设备状况直接关系到矿井的安全生产及效益提高。为了使主井提升能力与工作面生产能力相适应，对主井提升箕斗实行技术改造势在必行。
2 箕斗技术改造实施效果
1.1 安装使用新型上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗
我矿组织专业技术人员前往徐州煤矿安全设备制造有限公司和兖矿集团东滩煤矿进行了现场考察，通过考察我们了解了上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗的结构特点及先进性能。
在考察期间，我们会同厂方技术人员研究制定了箕斗技术改造方案，并提高大量箕斗改造所需技术基础数据。我们根据箕斗在实际使用中所出现的问题，对箕斗的局部进行改进，例如箕斗斗箱下部卸货口处由于在装货时，受到大块冲击，使其变形、磨损严重的情况，我们已向厂方提出加固方案。
箕斗技术改造方案确定后，由徐州煤矿安全设备制造有限公司进行设计并制造2台16t上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗，并于2007年12月由我队安装了2台箕斗。
新型箕斗卸载时无需外动力，整个卸载过程实现自动化。箕斗进入曲轨起弯点时，扇形门即开始打开。箕斗到停止位置时，卸载时间已进行20%～30%，这样就节约了箕斗的休止时间，即节约了箕斗一次提升循环时间，从而提高了主井系统的提升能力。
1.1.1 新型箕斗的改造核心技术即是对扇形门的改造，它与老式箕斗相比较具有极大地技术优势，主要表现在
（1）在不改变箕斗外形尺寸的条件下，可适当增加箕斗的容积。在提升系统允许的条件下，能够增加箕斗的提煤量。
（2）简化了扇形门的开闭机构，减少了事故点，便于维修。
（3）安全可靠，这种结构只有卸载滚轮进入卸载曲轨，箕斗上提时才能将扇形门打开。而且扇形门开启是由小到大，箕斗运行是在没有受任何冲击力的情况下打开闸门的，所以运行非常安全。
（4）扇形门开闭运行轨迹是自下而上或自上而下，无论打开还是关闭扇形门均不超出箕斗外廓，这就从根本上消除了意外打开扇形门而引发的损坏井筒装备事故的发生。
（5）扇形门打开时，煤流开始加速，形成往煤仓去的抛物线，故撒煤量很小，几乎看不到撒煤。
1.1.2 老式多绳箕斗悬挂装置与箕斗上盘连接采用三角板连接，现在这种结构改造为直连式四角板结构。它与原三角板连接具有以下优点
（1）老式箕斗首绳悬挂装置三角板与上盘连接销轴只有一个，使用中磨损严重，且更换时费时又费力，而改造后主吊板直接与上盘连接在一起，不再使用销轴连接。悬挂装置销轴直接与上盘连接，不仅使安全性增加了，而且在检修时可根据情况对连接销轴分别更换，非常方便。
（2）改为直连式四角板结构后，连接高度比原三角板结构连接高度减少了500mm左右，增加了箕斗的过卷高度。
（3）采用新型上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗将给矿井的环节优化带来很大的方便：在井下采用气动装载，上口采用自动卸载。
3 箕斗改造的主要环节及关键技术
3.1 主要改造环节
3.1.1 箕斗本体改造将箕斗扇形门由垂直平板闸门外动力开闭改为上开式扇形门曲轨自动开闭。
3.1.2 卸载装置改造，在井架上安装两套曲轨。
3.1.3 箕斗主连杆改为直连式四角板结构
3.2 关键技术
3.2.1 闸门的结构设计
闸门采用上开式侧扇形门结构，具有以下优点：
（1）最大限度地减轻扇形门开启阻力。
（2）扇形门自锁性能好，不会发生扇形门意外打开现象。
（3）扇形门结构简单可靠，便于维护。
（4）扇形门开闭运动轨迹不超出箕斗外轮廓，安全性高。
3.2.2 曲轨结构设计
曲轨为上开式扇形门箕斗的卸载装置，箕斗卸载时，扇形门依靠卸载滚轮在曲轨中运动来打开。对于大吨位曲轨自动卸载箕斗来说，由于开启扇形門所需要的力较大，且应考虑卸载时的平稳性，因此曲轨的设计要注意以下几个方面：
（1）有足够的强度和刚度，并保证一定的耐磨性。
（2）采用合理的曲线形状，即卸载段曲线由上下两段弧线及中间斜直线构成，斜直线与两圆弧相切，这样就避免了死点的存在，使卸载滚轮在曲轨中运动时无冲击。
（3）卸载段上下两圆弧采用不同的半径，这样就保证扇形门开始打开时动作平缓，而余后打开过程相对较快，使运动平稳。
（4）曲轨入口采用喇叭口形状，便于卸载滚轮进入；曲轨末段采用大斜面形状，可使箕斗过卷后出轨的滚轮自动复位，避免损坏扇形门的事故发生。
3.3 自行设计并制作起吊箕斗连接装置
我矿主井箕斗自重约17吨，以往主井更换主绳、更换箕斗等大型检修项目时，仅起吊箕斗一项工作施工时间长达2～3小时。
针对这一实际情况，我根据井筒施工的有关规定及箕斗的重量，利用材料力学金属材料的有关知识，在保证安全的基础上，自行设计制作并安装了起吊箕斗的连接装置。其改造方案如下：制作连杆2件、方铁块2件连杆穿过箕斗主梁后，焊接在主梁底部，施工时卡环及绳扣穿过连杆孔后，直接起吊箕斗。
此项改造的优点是：省功、省力安全系数高，大大降低工人的劳动强度，提高了劳动效率，而且节约了钢丝绳等材料。
在改造过程中，对制作的连接件进行了合理的选材和强度校核。
如图1所示。
4 结论
通过使用充分说明：上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗具有使用性能稳定，结构简单、卸载时间短，提升能力明显提高，维护量大大减少，运行费用低，又能提高主井系统运行的安全性。其技术水平为国内领先水平，是对矿井进行技术改造，提高生产能力的一条新的途径，为矿井带来非常显著的经济效益和社会效益，因此它的应用前景非常广阔。
参考文献
[1]严万生，潘金生等. 矿山固定机械手册[M].第1版.煤炭工业出版社，1986，5.87～90
[2]张继玲. 20t上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗[A]煤矿机械出版社，2003，6
[3]高军，胡家龙. 侧扇型闸门曲轨卸载的可行性探讨[A]煤矿技术出版社，2000，12
作者简介：荣金生（1963—），工程师，1988年毕业于阜新矿业学院函授矿山机械专业，现任铁法能源公司小康矿运转队主任工程师，从事技术管理工作，已发表论文5篇。
关键词：箕斗改造；曲轨卸载；推广应用
中图分类号：U472.7
1 前言
小康矿于1990年11月建成投产，设计产量150万吨，其主井提升系统担负着矿井的提煤任务，使用JKM—4/4（Ⅱ）型提升机，最初提升容器选用JDSY—16/15×4型提煤箕斗，其卸载方式是靠曲轨扇形门翻转卸载，经过多年的使用，我们发现存在以下缺点：
（1）由于当时的曲轨设计就存在着死点，卸载时对井架的冲击力大，自锁不好，闸门打开时，超过箕斗最大轮廓线，经常在运行中出现闸门被打开，造成拉坏闸门和井筒装备等事故。
（2）箕斗的滚轮、钩板铜套发生磨损超限，罐检工检修维护量增大。
（3）箕斗配件更换频繁，材料消耗量增加。
上述问题时常影响主井绞车安全运转，甚至中断矿井生产。随着矿井向大型化及高产、高效方向发展，主井提升系统作为煤流系统的咽喉，其提升能力及设备状况直接关系到矿井的安全生产及效益提高。为了使主井提升能力与工作面生产能力相适应，对主井提升箕斗实行技术改造势在必行。
2 箕斗技术改造实施效果
1.1 安装使用新型上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗
我矿组织专业技术人员前往徐州煤矿安全设备制造有限公司和兖矿集团东滩煤矿进行了现场考察，通过考察我们了解了上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗的结构特点及先进性能。
在考察期间，我们会同厂方技术人员研究制定了箕斗技术改造方案，并提高大量箕斗改造所需技术基础数据。我们根据箕斗在实际使用中所出现的问题，对箕斗的局部进行改进，例如箕斗斗箱下部卸货口处由于在装货时，受到大块冲击，使其变形、磨损严重的情况，我们已向厂方提出加固方案。
箕斗技术改造方案确定后，由徐州煤矿安全设备制造有限公司进行设计并制造2台16t上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗，并于2007年12月由我队安装了2台箕斗。
新型箕斗卸载时无需外动力，整个卸载过程实现自动化。箕斗进入曲轨起弯点时，扇形门即开始打开。箕斗到停止位置时，卸载时间已进行20%～30%，这样就节约了箕斗的休止时间，即节约了箕斗一次提升循环时间，从而提高了主井系统的提升能力。
1.1.1 新型箕斗的改造核心技术即是对扇形门的改造，它与老式箕斗相比较具有极大地技术优势，主要表现在
（1）在不改变箕斗外形尺寸的条件下，可适当增加箕斗的容积。在提升系统允许的条件下，能够增加箕斗的提煤量。
（2）简化了扇形门的开闭机构，减少了事故点，便于维修。
（3）安全可靠，这种结构只有卸载滚轮进入卸载曲轨，箕斗上提时才能将扇形门打开。而且扇形门开启是由小到大，箕斗运行是在没有受任何冲击力的情况下打开闸门的，所以运行非常安全。
（4）扇形门开闭运行轨迹是自下而上或自上而下，无论打开还是关闭扇形门均不超出箕斗外廓，这就从根本上消除了意外打开扇形门而引发的损坏井筒装备事故的发生。
（5）扇形门打开时，煤流开始加速，形成往煤仓去的抛物线，故撒煤量很小，几乎看不到撒煤。
1.1.2 老式多绳箕斗悬挂装置与箕斗上盘连接采用三角板连接，现在这种结构改造为直连式四角板结构。它与原三角板连接具有以下优点
（1）老式箕斗首绳悬挂装置三角板与上盘连接销轴只有一个，使用中磨损严重，且更换时费时又费力，而改造后主吊板直接与上盘连接在一起，不再使用销轴连接。悬挂装置销轴直接与上盘连接，不仅使安全性增加了，而且在检修时可根据情况对连接销轴分别更换，非常方便。
（2）改为直连式四角板结构后，连接高度比原三角板结构连接高度减少了500mm左右，增加了箕斗的过卷高度。
（3）采用新型上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗将给矿井的环节优化带来很大的方便：在井下采用气动装载，上口采用自动卸载。
3 箕斗改造的主要环节及关键技术
3.1 主要改造环节
3.1.1 箕斗本体改造将箕斗扇形门由垂直平板闸门外动力开闭改为上开式扇形门曲轨自动开闭。
3.1.2 卸载装置改造，在井架上安装两套曲轨。
3.1.3 箕斗主连杆改为直连式四角板结构
3.2 关键技术
3.2.1 闸门的结构设计
闸门采用上开式侧扇形门结构，具有以下优点：
（1）最大限度地减轻扇形门开启阻力。
（2）扇形门自锁性能好，不会发生扇形门意外打开现象。
（3）扇形门结构简单可靠，便于维护。
（4）扇形门开闭运动轨迹不超出箕斗外轮廓，安全性高。
3.2.2 曲轨结构设计
曲轨为上开式扇形门箕斗的卸载装置，箕斗卸载时，扇形门依靠卸载滚轮在曲轨中运动来打开。对于大吨位曲轨自动卸载箕斗来说，由于开启扇形門所需要的力较大，且应考虑卸载时的平稳性，因此曲轨的设计要注意以下几个方面：
（1）有足够的强度和刚度，并保证一定的耐磨性。
（2）采用合理的曲线形状，即卸载段曲线由上下两段弧线及中间斜直线构成，斜直线与两圆弧相切，这样就避免了死点的存在，使卸载滚轮在曲轨中运动时无冲击。
（3）卸载段上下两圆弧采用不同的半径，这样就保证扇形门开始打开时动作平缓，而余后打开过程相对较快，使运动平稳。
（4）曲轨入口采用喇叭口形状，便于卸载滚轮进入；曲轨末段采用大斜面形状，可使箕斗过卷后出轨的滚轮自动复位，避免损坏扇形门的事故发生。
3.3 自行设计并制作起吊箕斗连接装置
我矿主井箕斗自重约17吨，以往主井更换主绳、更换箕斗等大型检修项目时，仅起吊箕斗一项工作施工时间长达2～3小时。
针对这一实际情况，我根据井筒施工的有关规定及箕斗的重量，利用材料力学金属材料的有关知识，在保证安全的基础上，自行设计制作并安装了起吊箕斗的连接装置。其改造方案如下：制作连杆2件、方铁块2件连杆穿过箕斗主梁后，焊接在主梁底部，施工时卡环及绳扣穿过连杆孔后，直接起吊箕斗。
此项改造的优点是：省功、省力安全系数高，大大降低工人的劳动强度，提高了劳动效率，而且节约了钢丝绳等材料。
在改造过程中，对制作的连接件进行了合理的选材和强度校核。
如图1所示。
4 结论
通过使用充分说明：上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗具有使用性能稳定，结构简单、卸载时间短，提升能力明显提高，维护量大大减少，运行费用低，又能提高主井系统运行的安全性。其技术水平为国内领先水平，是对矿井进行技术改造，提高生产能力的一条新的途径，为矿井带来非常显著的经济效益和社会效益，因此它的应用前景非常广阔。
参考文献
[1]严万生，潘金生等. 矿山固定机械手册[M].第1版.煤炭工业出版社，1986，5.87～90
[2]张继玲. 20t上开式扇形门曲轨自动卸载箕斗[A]煤矿机械出版社，2003，6
[3]高军，胡家龙. 侧扇型闸门曲轨卸载的可行性探讨[A]煤矿技术出版社，2000，12
作者简介：荣金生（1963—），工程师，1988年毕业于阜新矿业学院函授矿山机械专业，现任铁法能源公司小康矿运转队主任工程师，从事技术管理工作，已发表论文5篇。