浅谈清车机改造分析

摘 要：矿车在煤矿井下运输中占有十分重要的地位，煤渣、碎矸粘结矿车车底是煤矿生产运输过程中存在的一个普遍问题。经常而及时地清扫矿车车箱是提高矿井轨道运输效率的重要因素。

关键词：清车机； 气锤； 矿车； 易粘结的物料

1 国内几种矿用清车机简介

70年代中后期，煤炭工业部召开了多次矿车清理机械化经验交流会，此后国内许多煤炭、冶金和化工等矿山推出了多种适合自己具体条件的清车机。这些清车机在提高运输效率和减小工人劳动强度方面都起了一定的作用。

但是，由于各个矿山的具体条件不同和清车机本身的某些不完善之处使它们的发展受到了一定的限制。尽管如此，在完善和创新两方面仍然取得了不少可喜的成果。矿用清车机按照工作原理可分为振动法、电渗法、高压水射流法、机械法等，其中振动法又包括电磁振动、电动高频振动、电动低频振动、风力振动以及与翻车机笼体联动的无动力振动等；机械法又包括抓斗式、刮板式和圆盘（旋转）式等。现将几种主要的矿用清车机简介如下：

1.1 电渗清车器

电渗法清理矿车是在外电场的作用下，以水为介质在矿车与粘结物之间形成一层水膜，使粘结物与车壁脱离而达到清理矿车的目的。这种方法具有无噪声、无粉尘、不损坏矿车等优点。但是由于耗电较多， 故它仅适用于存积物含水量较高的矿车。该方法起初在徐州权台煤矿使用。后来，铜陵铜山铜矿和龙游黄铁矿等金属矿山也陆续采用，并取得了较好的效果。

1.2 高压水射流联合机械截齿清理机

该种矿车清理装置的工作机理包括高压水射流清理和机械截齿清理两部分。

高压水射流清理：高压水经喷嘴喷出后形成具有一定动能的高压水射流，当作用于矿车粘结物时，将对其进行切割和冲刷作用，使有一定粘结力的非固结性粘结物迅速脱落，同时高压水射流冲人粘结物的缝隙和孔洞后，则产生高压水楔作用，使粘结物的缝隙和孔洞不断扩展断裂，而破碎脱落。

机械截齿清理：利用螺旋分布的截齿对坚硬粘结物的切割作用，使粘结物快速与矿车分离。

结构组成

该种清理装置主要由可三维空间移动的门式组合机架、高压泵站、电控系统和截齿可伸缩清理滚筒等组成，其中清理滚筒是实现清理作业的直接执行部件。

截齿可伸缩清理滚筒由圆柱形筒体、切割截齿、高压水射流喷嘴、旋转密封等组成，筒体上螺旋分布着12个切割截齿和6个高压水射流喷嘴，每个切割截齿能沿其旋转直径方向在50 mm的范围内伸缩移动，以适应变形矿车的清理。高压水射流喷嘴随截齿螺旋均匀分布，泵站提供的高压水，经高压管路和旋转密封进入圆柱形筒体的中心孔，由各喷嘴喷出而形成高压水射流，实现对粘结物的冲刷、冷却截齿和灭尘的作用。

1.3 机械清车机

机械清车机利用电动机带动清扫器在矿车车箱内转动清除车底的粘结物。清扫器有金属刷式、盘式、滚筒式、螺旋割刀式等几种。清车机的横向行走部、纵向行走部、截割部都是由许多机械零件组合起来的，因此，结构笨重、操作复杂、维修量大。此外，使用这种清车机还需二次翻卸，费工费时，效率不高。有关煤矿虽作了一些改进，但效果不明显。吉林通化铜矿曾研制成一台由刷洗头、制动轴、减速器和电动机等组成的车箱清扫器。其纵向行走部分是一个装有四个小轮的小车，能沿轨道前进或后退。清扫器底座与小车铰接， 能绕铰点上下和左右摆动。最近，这类清车机有了新的进展。由洛阳工学院等单位研制的Qw3型机械铣切卧式三吨矿车清车机通过了技术鉴定。据称，适应性强；能利用部分现有配件和标准件，便于加工；与同类产品相比成本低、省人、省力、省电、经济效益好

1.4 振动清车机

振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究中，通过取长补短和采用有关的新技术，已逐步趋于完善。

2 主要用途：

在煤矿的生产过程中，矿车在井下运输和各个生产环节中都起着相当重要的作用。但是，由于在运输过程中矿车本身的颠簸、振荡，尤其是在井下受水汽、粉尘特定气氛的影响以及运送物料的繁杂，使得矿车在装运煤、矸石等物料的周转过程中，会在车皮底部逐渐积淀一些积垢，形成所谓的大车底。据观测，有的矿车粘底物可占矿车有效容积的 20%-30%，多的则达 50%。大车底降低了矿车的有效容积，直接影响了矿车的装载量，增加了矿车的周转次数，降低了运输提升的效率。特别是由于井下的环境潮湿，溶解了大车底中的一些酸性物质，加速了车皮的腐蚀速度，缩短了矿车的使用寿命，增加了矿车数量的投入。因此，矿用清车机的设计就显得尤为重要。清理矿车粘结物，可分为人工清理、机械清理和高压水射流清理等。如果用人工清理，不但劳动强度很大，清车速度比较慢，而且不符合《煤矿安全生产规定》的要求；采用机械清理不仅可以降低劳动强度，而且清车效果更好，效率更高；高压水射流清理由于耗水量太大，在推广上受到了很大的限制。目前国内矿车清理机械形式繁多，品种不一，而且造价普遍较高。经过改造的清车机不但清车效果良好，而且造价更低，改造所用的零件普通、易找，非常方便改造工作的进行。

3 工作原理：

振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究过程中，通过取长补短和采用有关的新技术，已经逐步地趋于完善。部分矿山在采用电动高频振动清车机的时候，由冲击强度和刚度比较小的矿车底部或两侧改为冲击强度和刚度比较大的矿车斗缘，以延长矿车的使用寿命：本次改造的气锤振动清车机是用旧的气锤经过改造后安装在清车机上取代原来的振动器，结构简单，震动的强度适宜，清车效果非常显著。湘东铁矿矿务局对北京有色冶金设计研究总院设计的低频振动清车机作了一些改进，由原来比较复杂的单独安装简化为与翻笼固定在一起，由原来需要摘钩、每次只能清理一辆矿车改为不需要摘钩，可以连续清理两辆矿车。而本次改造则是利用废旧气锤及其零件加配重、加行程进行改装、改造后，在滚笼上安装了这种改装清车机。本清车机可以连续进行多辆矿车的清理工作，而且车中沉积物清理彻底、不易损坏矿车。

4 技术指标：

改造过程比较简单，但实用性却很好，解决了不可以连续清理矿车和经常摘挂钩带来的安全隐患，与此同时之前经常损坏气锤的事故也基本上杜绝了。

5 技术创新点：

利用废旧设备、零件进行改装、改造，在新沙井地面滚笼上试安装后，工作效率显著提高高，改造后的清车机工作性能可靠、耐用、好用。

6 经济效益、社会效益：

改装清车机是安装在滚笼上的，矿车在滚笼上翻过货，直接就可以进行底货的清理，解决了旧式清车机工作起来费时费力、占地空间大、操作繁琐等缺点。这种清车机占地空间小，对矿车损耗低，克服了原清车机本身易极易损坏，弹簧容易崩断，每周要进行2-3次的换件，修复费用高的诸多弊端。每周大约能为企业节省500元的开销。