煤矿井下胶带运输中除铁器的选型与应用.pdf

第 1 3卷 第 3期 总第 8 2期 2 0 0 8年 6月 煤 矿 开 采 Co a l mi n i n g Te c h n o l o g y V o 1 ． 1 3 N o ． 3 S e r i e s N o ． 8 2 J u n e 2 0 0 8 煤矿井下胶带运输 中除铁 器的选型 与应用 魏长胜，高凤芬 抚顺 隆基磁 电设备有限公司 ，辽宁 抚顺 1 1 3 1 2 2 [ 摘要] 通过 对煤矿井 下运输 系统安全性 的分 析，阐述 了煤矿 井下运 输过程 中安装 除铁器设 备的必要性；通过建立模型和对除铁过程力学分析，确定除铁器的可行性参数，为煤矿井下运输系统 增设和选用 除铁器设备提供 了依据。 [ 关键词 ] 煤矿 井下 ；除铁器 ；基本磁 感应强度 ；应用 [ 中图分类号 ]T H 2 3 7 ． 5 [ 文 献标 识码 ]B [ 文章编号 ]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 0 8 0 3 -O 0 8 1 - 0 2 Le c t o t y p e a nd Ap pl i c a t i o n o f De - i r o ni n g S e pa r a t o r i n Und e r g r o un d Be l t Tr a ns po r t a t i o n 随着锚杆支护技术的发展 ，使得煤矿井下运输 过程 中，经常发生锚杆 、钢轨和其他长大铁件划伤 胶带或堵塞溜槽现象 ，不但影响生产效率、增加检 修和维护的工作量，而且还会对运输设备造成一定 的直接损害，所以，在运输过程中将这些长铁件除 去势在必行 。而除铁器就是完成这一功能的必备装 置。如果能将除铁设备纳入矿井运输设计，或对现 有的矿井进行必要的运输系统改造 ，必将体现设计 的完整性与合理性 ，弥补现代化煤矿的不足。 本文主要从铁件受力情况进行分析 ，确定去除 铁件的最基本的磁感应强度，提供除铁设备选型的 基 本参数 。 1 建模进行受力分析 杂铁在运输过程中，因其是匀速直线运动 ，且 最大静摩擦力一定大于动摩擦力 ，可简化为静力学 问题进行分 析。如 图 1所示 ，以 B1 2 0 0 ram的胶 带输送机上 ，埋在毛煤 中 2 01 6 0 0 ram锚杆为例。 图 1 铁件受力 由图 1分析可得 F G N 3 89 4 1 3 2 N 式中，F为磁场对铁件 的吸引力 N ；G为铁件 所受的重力 ，G0 ． 0 1 1 T 1 ． 67 ． 81 0 9 ． 8 3 8 N ；N为物料对铁件 的压力 ，简化为铁件上 物料 的 重量 ，即煤 的重 量，按 除 铁 器 标 准 J B ／ T 8 7 1 1 ． 1 9 9 8或 J B ／ T 7 6 8 9 ． 2 0 0 4规定 ，除铁器 的悬挂 高度 为 3 5 0 ra m，而 胶 带 上 的 物 料 厚 度 不 超 过 3 0 0 ram。毛煤密度按 1 ． 01 0 k g ／ m 计算 ，则 N 0 ． 0 21 ． 6 0 ． 31 ． 01 0 9 ． 89 4 N 。 2除去杂铁的必要条件 2 ． 1 磁感应强度的确定 在 MK S A制，力 F与磁感应强 度 曰具有以下 关系 ，即 FB H S ， B H 式中，曰为磁感应强度，T；H为磁场强度，A ／ m； 5为截面积 ，m ，S0 ． 0 21 ． 6 0 ． 0 3 2 m ； 。 为 真空磁导率 ， o 4 1 T 1 0。N ／ A 。 则 B √ ／ 2 x 13 2 x 4 ,n x 10 -7． 0 ． 1 0 2 T 1 0 2 ro T 按除铁器标准要求 ，在额定悬挂高度处，各性 能除铁器的磁感应强度如表 1 所示。 表 1 除铁器标准 中规定的性能参数 董塑丝壁 丝 里丝堂 里 磁感应强度／ m T ≥7 0 ≥9 0 ≥1 2 0 ≥1 5 0 从 以上计算结果和标准参数对 比可以看出煤 矿井下除铁 ，需要选用磁感应强度为 T 2性能的除 铁器。 2 ． 2对铁件运动学分析 上述铁件在 T 2性能的除铁器磁场作用下，如 图 1 所示 ，其受力为 [ 收稿 日期]2 0 0 8 0 1 0 9 [ 作者简介]魏长胜 1 9 6 9 一 ，男， 辽宁鞍山人，工程师，现从事除铁器推广与应用工作。 8l 维普资讯 总第 8 2期 煤 矿 开 采 2 0 0 8年第 3期 1 8 3 N4 1 0 。一 0 2 一 一 铁件所受的合力为 F lF oGN 1 8 33 89 4 5 1 N n 1 3 m ／ s 2in ／ m 0 X 1 6 X 7 X 1 0 n一 ．0l 竹 ． ． 8 铁件从 3 0 0 m m物料 中提出所需的时间为 √ - 0 ．2 1 2 1 s √ √ U ．s 以上述除铁器参数和相应 的胶带输送机为例 ， 设输送机带速为 3 ． 1 5 m ／ s ，而 B1 2 0 0 mm的除铁 器磁场区域为 1 2 0 0 m m X 1 2 0 0 m m，铁件经过此区域 所需时间为 t 2 1 ． 2 ／ 3 ． 1 5 0 ． 3 8 s ； f l t 2 所以，铁件在经过磁场区域时 ，足以将铁件从 物料 中吸起并除去 。 3除铁器应用实例 2 0 0 3年以来 ，先后有十几个矿井分别选 用了 不同规格型号的除铁器 ，在应用过程中，均满足了 使用要求 ，达到了预期的目的。现选择有代表性的 现场如表 2所示 ，以供参考。 上接 7 4页 号 ／ ＼ 也， 表 2 部分选用 除铁器设备的用户和相应的除铁器型号 4结束语 在现场 ，不会所有的铁件都处在 3 0 0 m m深处 ， 物料的粒度不会那么小 ，铁件需要经过与物料摩擦 后分离 出来 ，要损失部分磁场 。从计算 中可以看 出，磁场垂直方向截面积越小 ，相同磁感应强度条 件下所受的磁场吸引力也越小 ，所以对于一些小一 点截面积的铁件 ，如果需要除去 ，一定要选用 型或 型除铁器才能满足要求 ，而对于一些大截 面积的铁件 ，从物料 中分离出来就要容易得多。 [ 参考文献] [ 1 ]钟文定 ．铁磁学 [ M]．北京 科学出版社 ，1 9 9 8 ． [ 2 ]杨钢，陈建生 ，黄嘉琳 ．悬挂式电磁除铁器[ S ]． 2 0 0 4 ． [ 责任编辑 邹正立 】 图4支架内全 断面喷雾设计 自动喷雾 ，对尘源进行扑灭 ；拉移支架完成后在升 尘浓度降低 2 6 ％ 、全尘浓度降低 4 3 ． 2 ％ ；全断面 起前立柱时，通过液控喷雾阀又对全断面喷雾实现 喷雾将移架处 呼吸性粉尘浓度 降低 2 6 ． 9 ％ 、全尘 关闭 ，实现全断面喷雾 的自动控制 。 浓度 降低 3 5 ． 8 ％ ，取得比较满意的效果 。 4 效果检验 对喷雾系统的改造 已在 1 6 3 0 4工作面得到应 用 ，利用测尘仪分别对煤机处和拉移支架处喷雾系 统开启前后的粉尘浓度测量，测量结果如表 1 。 表 1 降尘效 果检 测 ⋯ 置 囊 案／⋯ra g m 效 果 8 2 由表 1可以看出外喷雾将采煤机处呼吸性粉 5结束 语 1 通过对 采煤 机外 喷雾的改造、支架全断 面喷雾的设计 ，采煤工作面粉尘浓度大为降低 ，作 业环境得到改善。 2 采煤机外喷雾改造后不仅能更有效罩封 尘源、降低粉尘浓度 ，由于其设计从人性化考虑 ， 采用分体式设计 ，更便于运输 、安装和检修 ，更适 合现场的应用和操作。 3 支架全断面喷雾 的使 用弥补 了对拉架环 节的煤尘控制，使工作面喷雾降尘系统更加完善， 对降低整个工作面粉尘浓度有显著效果 。 [ 责任编辑 邹正立] 维普资讯