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，在煤礦井下生產中，設置一定容量的煤倉對于保證消峰平谷和高產、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，充分發揮運輸系統的潛力，保證連續均衡生產。但是，煤倉竄倉事故在我國煤礦經常發生。竄倉事故常造成設備嚴重損壞，井下停產，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，使其能在竄倉發生時非?？斓仃P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的危害。為此，防竄倉裝置應能滿足兩個工作狀態，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；二是在竄倉發生時能立即檢測到并控制防竄倉裝置快速關閉閘門，在竄倉得到有效控制后，可適當調整閘門開度，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，機械執行機構、電氣控制系統和傳感器組成。② 閘門快速關閉所需要的動力。 (2)設計時主要考慮以下幾點：①合理選擇液壓系統的參數，包括蓄能器的氣體常數，充液壓力，管路直徑和長度，可以使防竄倉裝置和閘門關閉時間控制在1 S以內。②蓄能器的氣體常數和充液壓力對系統的影響較大，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管路直徑對系統的性能影響最大，如管路直徑偏小，則管內液體的流速就大，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，影響閘門關閉時間。④在閘門關閉時間控制在1 S以內的技術指標下，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 閘門質量、轉動慣量的變化對系統的性能影響要很小。本液壓動力裝置能夠適應不同的往復式給煤機其閘門質量及轉動慣量變化的要求，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，在煤礦井下生產中，設置一定容量的煤倉對于保證消峰平谷和高產、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，充分發揮運輸系統的潛力，保證連續均衡生產。但是，煤倉竄倉事故在我國煤礦經常發生。竄倉事故常造成設備嚴重損壞，井下停產，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，使其能在竄倉發生時非?？斓仃P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的危害。為此，防竄倉裝置應能滿足兩個工作狀態，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；二是在竄倉發生時能立即檢測到并控制防竄倉裝置快速關閉閘門，在竄倉得到有效控制后，可適當調整閘門開度，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，機械執行機構、電氣控制系統和傳感器組成。② 閘門快速關閉所需要的動力。 (2)設計時主要考慮以下幾點：①合理選擇液壓系統的參數，包括蓄能器的氣體常數，充液壓力，管路直徑和長度，可以使防竄倉裝置和閘門關閉時間控制在1 S以內。②蓄能器的氣體常數和充液壓力對系統的影響較大，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管路直徑對系統的性能影響最大，如管路直徑偏小，則管內液體的流速就大，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，影響閘門關閉時間。④在閘門關閉時間控制在1 S以內的技術指標下，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 閘門質量、轉動慣量的變化對系統的性能影響要很小。本液壓動力裝置能夠適應不同的往復式給煤機其閘門質量及轉動慣量變化的要求，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，系統的工作原理簡述如下1.3K4型給煤機的技術改造 
隨著礦井的延伸，井下使用K4型給煤機的數量不斷增加。由于在使用中，發現該機在結構上存在一些問題，為此我們對其進行了技術改造。 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、側板、弧形門、煤倉縮口聯接盤等組成。主要技術參數為：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，發生變形、彎曲。 
(2)后斜板和側板易變形。原因是：受煤倉煤流頻繁沖擊，從而發生變形。 
(3)弧形門不能隨意調節，無法控制煤倉跑水煤現象。原因是：在給煤機運行過程中，因經常發生跑水煤現象，沖壞輸送機托輥、埋住機架、甚至發生傷人的安全事故。 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點支撐變為6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。側板襯板左右各1塊，每塊用22條M16 X60的沉 頭螺栓與側板連接。 
(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無級調節，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，經現場使用，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內更換襯板2次、費用2萬元，共計3萬元。而在改造前6a內需更換2臺給 
煤機，需花費30萬元。 
(2)對于運煤系統而言，運煤系統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的運行時間；改造后，由于可避免運煤系統輸送機頻繁停機，從而可提高主運煤系統的有效運行時間