(兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿，山东 邹城 273513) 

摘 要：针对毛煤生产过程中铁杂物的影响，研制和使用新型电磁除铁装置，在生产源头有效去除煤流中的铁杂质，提高煤炭质量，提高运输系统可靠性能，促进了安全生产。

关键词：胶带运输; 除铁; 电磁除铁器

在毛煤生产过程中，生产工序多，运输环节多，转载点多，经过的煤仓多，生产过程管理很难避免部分铁器进入煤流。例如回采工作面两端头的锚杆、铁丝、钢筋梯等，易进入煤流，虽然在生产现场人工进行拣杂，但停机拣杂易造成设备重载停机，损坏设备，存在设备隐患，给正常生产造成很大影响。小型铁器易混入煤流，不易发现，人工清理难度大，特别是人工清理铁器时存在安全隐患，人员在工作面端头拣杂安全性能低，尤其煤机在割端头时，受空间和环境的限制，人工拣杂很难彻底清除。外围转载点多，变形的锚杆等大型铁器易卡堵溜煤眼，纵向撕坏胶带。鲍店煤矿因锚杆等铁器撕毁胶带造成重大经济损失的事故发生过数起，并多次发生未除净的锚杆堵仓事故，严重影响了运输系统的可靠性和矿井安全生产。

因此，在井下煤炭运输系统源头安装除铁装置对矿井生产和安全管理有着重大意义。鲍店煤矿同抚顺沃尔普机电设备有限公司共同开发研制的电磁除铁装置在原煤生产过程中实现了有效去除煤流中的铁杂质，杜绝了由于铁器而造成的安全和生产事故，提高了煤炭质量。

1 除铁器概况和井下使用要求

除铁器又称磁选机，是一种能产生强大磁场吸力的设备，它能将混杂在物料中的有害导（铁）磁性金属杂质清除，以保证输送系统中的破碎机、研磨机、输送机等机械设备安全正常工作，同时可有效地防止因大、长铁件划裂输送机胶带的事故发生，亦可除去有害金属杂质，明显提高原料质量。

目前除铁器按其磁场源形成方式可分为电磁除铁器、永磁除铁器；按安装形式可分为悬挂非接触式除铁器、接触式除铁器；按其形状可分为圆形、矩形、立筒式、平板式、球罐式、滚筒式、沟渠式；按冷却方式又可分为自然冷却、风强冷、油冷等方式。由于使用场合和磁路结构不同，形成了数百种规格的产品。清除铁磁性杂物的范围为从粉状微粒（30目~300目）至80 kg，除铁率可达90%左右。

除铁器广泛用于冶金、金属矿山、选煤厂、电厂、陶瓷、玻璃、水泥、建材、化工、食品及饲料加工行业。

由于鲍店煤矿主要解决生产源头的铁杂质，因此除铁装置需用在井下的特殊环境，根据鲍店煤矿现场的生产条件和使用要求，需要对除铁器的除铁能力、冷却系统、外形尺寸、安装方式、使用方法进一步改造和创新，真正达到矿井高产高效和安全生产要求。

基本要求主要有以下几点：

(1) 有效清除毛煤生产系统中存在的各种铁器，主要为锚杆，因为锚杆在各种铁器中数量大，清除难度大，同时毛煤中锚杆数量也是鲍店煤矿对毛煤中铁器考核的主要指标，通过除铁系统的研究和应用，进入煤流中的锚杆清除率达到98%以上。

（2） 在生产源头去除大型铁器后，降低运输系统事故率，提高沿途各转载点、煤仓运行的连续性、可靠性，提高毛煤生产系统的可靠性，保证矿井的稳产高产。

（3） 清除煤流中锚杆、托盘、铁丝等各种铁磁性物质，杜绝拣杂的人为不均衡因素，提高毛煤产品质量。

（4） 通过缩小除铁装置的外形尺寸，降低重量，使安装使用更方便、简捷。

（5） 设备冷却采用水内外冷却，设备表面温度低于80 ℃。

（6） 实现连续作业。通过改进安装方式，达到安装简便、操作安全可靠，使用方便、快捷。根据毛煤生产的需要，除铁系统应实现连续作业，并达到生产的安全需要，操作简便，除铁期间不能影响生产。

2 除铁器研制

通过理论计算和实验室模拟，确定磁介质在磁场中的受力情况和除铁装置的磁场强度。

研制除铁装置的技术路线见图1。

图1

研制的RCBC~25S电磁除铁器基础参数如下：

除铁器型号：RCBC~25S;重量：13 t;输入电压：660 V;输出电流：40 A;额定频率：45~66 Hz;外形尺寸：2 050 mm×1 960 mm×1 174 mm（长×宽×高）;额定悬挂高度：500 mm;适用带宽：1 400 mm;励磁功率：25 kW;最大场强：1 500 Gbas;冷却方式：水冷（流动，进水压力0.1~0.3 MPa）。结构图见图2。

图2 RCBC—25S 电磁除铁器安装示意图

3 除铁器的井下安装

除铁器安装地点选在易于运输和观察二采区的2309胶带巷，具体安装在2309胶带巷给煤机向前55 m处，该处胶带为DTⅡ型，带宽1.2 m，带速3.55 m/s。在安装地点施工吊挂硐室；对原巷道进行了扩帮挑顶改造；同时安装2架对焊的32 c型槽钢作固定吊梁，梁长5 m，间距2.6 m，净高度3.4 m。

为降低煤流高度，减少煤流中铁器上方的压煤量，对胶带托辊进行改造，减小胶带槽角，胶带两则的托辊架高度由原来的500 mm，降低为400 mm。

冷却水的安装，进水采用Φ13 mm的高压胶管，出水采用Φ19 mm的高压胶管。

4 除铁器吸铁能力试验

除铁器安装后进行了多次现场试验，其中试验最重铁器是3 m长的12^#矿用工字钢，重量达到93.54 kg，能够沿平行胶带中心线方向近平行迅速被吸附。

通过小件铁器试验发现磁场最强部位在除铁器下中心Φ500 mm的范围内。煤流下埋压的重量在60 g以上的铁丝、垫圈均被吸附清除。吸附最小的物件为直径小于1 mm，长度小于20 mm的如针状的细钢丝。

5 除铁器运行

5.1 除铁能力

根据试运行期间的除铁运行记录及具体情况分析，一般每小班排铁4~6次，主要铁器有：锚杆、铁丝、胶带机托辊、刮板、托盘、钢筋梯、卡栏、煤机机刀、道夹板、各种螺栓及高压胶管等50多种铁质杂物，每10 d 左右能够装满1辆矿车，重量约160 kg。

除铁器每天除铁量10～80 kg左右，平均约16 kg/d，以锚杆、铁丝为主；矿组织召开现场会，对各种铁器组织分析，对工作面及综掘迎头进一步加强了煤质管理和材料管理，2005年2月份以后铁杂物中可控的材料如卡栏、道夹板等明显减少。

2005年3月份，每小班排铁2~3次，相对1月份除铁数量明显减少。每天除铁量在10～15 kg之间。2～3月份除铁数量见表1。

表1  2309胶带巷除铁装置2005年2~3月份除铁情况统计表

由于除铁器安装在矿井南翼，而矿井两翼生产，为计算除铁器除铁效率，采取统计北翼检修南翼生产的晚中班的生产时段，井下2309除铁量和地面选煤厂除铁量分析除铁效率。

2005年2月1～10日晚中班井下2309除铁器量总计48.6 kg，地面选煤厂除铁器除铁主要为长度小于100 mm细小铁丝，重量为0.8 kg。

除铁效率＝（48.6－0.8）÷48.6×100%＝98.35%

除铁效率达到设计要求，完全满足现场生产需要。

5.2 设备冷却

除铁器在运行期间产生大量的热量，而温度不稳定对除铁器的磁场强度造成一定影响，为保持除铁器有恒定的磁场，必须对除铁器进行有效的冷却。分析各种冷却方式和现场条件，选用可靠的水冷却。

井下-430水平供水压力为3~4 MPa，而设备要求进水压力为0.1~0.3 MPa，远远高于设备要求，除铁器冷却系统进水侧采用Φ13 mm的高压胶管，出水采用Φ19 mm的高压胶管。因试验期间无适合的减压阀来控制水压，则采取了如下措施：

进水侧选用两个截止阀控制水量和水压，供水管路选用1截止阀用来开关水源，除铁器进水口安装1个Φ13 mm的截止阀调整冷却水流量（60~80 L/min），调整后此截止阀不再操作，出水管敞口，来控制除铁器供水压力（进水小于0.3 MPa），另一个截止阀用于开关水源，管路长度根据现场情况确定，小于10 m。后期在Φ13 mm的截止阀后安装一水压表，水压控制在0.3 MPa以下，证明此措施是可行的。

正常运行期间采用红外线测温仪实际检测除铁器温度为45 ℃~50 ℃，出水温度达到30 ℃。

5.3 安全措施

（1） 设备的下井、运输、安装、起吊、试运行、操作等严格按要求编制了专项措施。

（2） 编制了RCBC—25S电磁除铁器操作规程。

（3） 安装了防护栏，警戒牌和1盏除铁器运行红色警示灯。

（4） 后期购置并安装了冷却水压力表。

（5） 在开关硐室安装1盏照明灯。

（6） 在除铁器硐室安装1个胶带机闭锁急停装置。

6 结论

除铁器安装运行能够满足井下现场除铁要求，除铁效果良好，2005年1～3月份10304综放工作面推进212 m，安全出煤32.6616万t，社会经济效益显著。

(1) 设备运行可靠，在安装试运行期间，没有发生设备事故，除铁能力达到98.35%，对锚杆、托盘等中、大型铁器全部清除，除铁能力和除铁效果满足井下生产要求。

(2) 安全性能好，严格按设备的安装要求、使用方法操作，设备运行期间杜绝人身安全事故和机电事故。

(3) 提高了运输系统可靠性，2309胶带巷到南翼胶带巷杜绝了由于铁器造成的撕胶带、卡仓等影响生产的运输事故。相应提高工作面开机率，潜在经济效益显著。

(4) 操作方便。开关按钮只有“启动”和“停止”2个，且从现场除铁器运行和除铁情况看，职工经简单培训后完全能够正确操作。

(5) 有利于现场管理。通过排出的铁杂质，信息及时反馈到生产单位，能够强化薄弱环节管理，提高区队现场管理水平。

第一作者简介：屈庆贺，在鲍店煤矿长期从事采煤技术管理工作，曾在多家科技刊物发表论文，现为鲍店煤矿教育培训中心主任。