大傾角皮帶防煤（矸）塊滾落裝置的探討與應(yīng)用

周清順

鶴壁鶴安礦業(yè)投資管理有限公司，河南鶴壁 458000

1 概述

1）鶴壁市許溝煤礦是2010 年根據(jù)省政府煤炭企業(yè)兼并重組要求進(jìn)行整合的煤礦之一。該礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力21 萬噸/年，原煤運(yùn)輸為膠帶運(yùn)輸機(jī)上山運(yùn)輸。生產(chǎn)采區(qū)為12 采區(qū)，12 運(yùn)輸上山安裝兩部皮帶，全長(zhǎng)530 米，該膠帶運(yùn)輸上山最大坡度42°、最小坡度28°，平均坡度為35°。

12 運(yùn)輸上山膠帶輸送機(jī)均為DTC65/8/75 膠帶型輸送機(jī)，膠帶寬度650mm，采用阻燃花紋輸送帶型號(hào)為B650X（5+1）（3+2），花紋高度10mm，其輸送量為80t/h。單機(jī)驅(qū)動(dòng)（電機(jī)型號(hào)為YB2280S—4，功率75Kw）。

2） 12 運(yùn)輸皮帶存在的問題

（1）設(shè)備運(yùn)輸效率低

由于坡度較大，為防止運(yùn)輸過程中原煤灑落，采用U 型帶運(yùn)輸，雖然減少了沿途煤矸塊的滾落，取得了一定效果，但當(dāng)煤（矸）運(yùn)至距機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒8m 時(shí)，即將接近皮帶主滾筒，“U”字型皮帶變成“一”字型皮帶，致使煤（矸）塊脫離皮帶造成滾落，使設(shè)備運(yùn)輸效率低。根據(jù)測(cè)試，設(shè)備運(yùn)輸效率降低25%左右。

（2）設(shè)備維修率高

大傾角輸送機(jī)由于煤矸塊滾落，致使皮帶巷中、下部堆積煤（矸）塊較多，造成下托輥被煤（矸）塊淤埋阻塞，不能正常運(yùn)行，同時(shí)堆積的煤（矸）磨底皮帶，致使皮帶接口和皮帶的使用周期縮短。皮帶接口半年硫化一次，皮帶使用周期不足2 年。制約了此輸送機(jī)的正常運(yùn)行，增大設(shè)備維修量和維修人員的投入，造成了大量的浪費(fèi)。

（3）皮帶巷清理用工量增大、存在安全隱患

由于煤（矸）塊滾落量較大，底皮帶托輥?zhàn)枞湍サ灼В＿\(yùn)事故經(jīng)常發(fā)生。為減少事故發(fā)生，每班安排4 人沿途清理滾落的煤（矸）塊，將滾落的煤（矸塊）裝到皮帶上進(jìn)行再次運(yùn)輸，周而復(fù)始，效果甚微。同時(shí)，在清煤過程中極易發(fā)生煤矸滾落傷人事故，無法保證清煤人員的人身安全，給礦井的安全生產(chǎn)埋下隱患。

為有效的減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和保證清煤期間人員安全，在皮帶巷沿途的各岔口加設(shè)了1m 高的護(hù)網(wǎng)，將滾落的煤矸分段攔截，防止向深部滾落。此后又對(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)修，將原來1 米高的護(hù)網(wǎng)改為巷道全斷面封閉的鐵制護(hù)網(wǎng)，護(hù)網(wǎng)靠人行道側(cè)留有用以清煤人員通過的門，皮帶運(yùn)輸時(shí)門處于關(guān)閉狀態(tài)。通過改造比改造前有所好轉(zhuǎn)，但效果依然不明顯。

3）鑒于目前此兩部輸送機(jī)存在的問題，為了確保大傾角皮帶輸送機(jī)能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)、以最佳經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行，同時(shí)，減少職工的人數(shù)，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度。礦井經(jīng)兼并重組后，礦領(lǐng)導(dǎo)十分重視運(yùn)輸安全隱患的治理，組織有關(guān)人員深入現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，仔細(xì)研究、針對(duì)該皮帶機(jī)存在問題采取全方位，多方法分散控制，重點(diǎn)治理的方法進(jìn)行分步驟實(shí)施。

（1）機(jī)身安裝擋煤板

在皮帶機(jī)身每間隔30m 安裝一個(gè)可以順煤流方向轉(zhuǎn)動(dòng)，防止?jié)L落的擋煤板，治理了皮帶運(yùn)輸?shù)臋C(jī)身落煤。此擋煤板采用廢舊皮帶裁剪成與U 型皮帶斷面尺寸相符，在皮帶架上安裝用以固定擋煤板孔徑為￠18 的軸套，擋煤板的轉(zhuǎn)軸直徑為￠16，安裝時(shí)使擋煤板與U 型皮帶形成一定夾角。在皮帶運(yùn)煤時(shí)，擋煤板隨運(yùn)煤方向向上擺動(dòng)，使煤（煤矸塊）通過擋煤板。當(dāng)遇到煤塊向下滾落時(shí)，由于擋煤板與U 型皮帶有一定的夾角能夠及時(shí)的擋住滾落的煤矸塊，減少了煤塊滾落的次數(shù)。

（2）機(jī)頭下方及變坡點(diǎn)安裝護(hù)身網(wǎng)

在皮帶機(jī)頭下方15m 及機(jī)身各變坡點(diǎn)共安裝3 道封閉巷道全斷面的擋塊狀物滾落傷及清理皮帶巷人員的護(hù)網(wǎng)。此護(hù)網(wǎng)采用一寸鋼管及扁鐵按巷道斷面交互焊接而成，密度適中，并在護(hù)網(wǎng)表面覆蓋朔料網(wǎng)。在沿人行側(cè)留設(shè)人員通過的鐵門，皮帶運(yùn)輸時(shí)鐵門平時(shí)處于常閉狀態(tài)。護(hù)網(wǎng)的安裝有效地阻擋了上段滾落的煤矸塊向下滾落。同時(shí)給在下一段清煤的施工人員提供了安全的工作環(huán)境，杜絕了清煤施工時(shí)的工傷事故的發(fā)生。

（3）安裝同步逆向旋轉(zhuǎn)皮帶

在皮帶機(jī)頭安裝同步逆向旋轉(zhuǎn)皮帶及傳動(dòng)系統(tǒng)。在皮帶機(jī)頭利用皮帶架和滾筒制成寬500mm、長(zhǎng)4.1m 的小皮帶。然后主皮帶架上焊接支撐小皮帶的架子，把小皮帶固定在主皮帶上方。小皮帶機(jī)頭超出主皮帶機(jī)頭300mm，小皮帶機(jī)尾滾筒與主皮帶的第一個(gè)底皮帶滾筒照齊，并使小皮帶與主皮帶呈一定的夾角（兩機(jī)頭距離150mm，小皮帶機(jī)尾與主皮帶距離100mm）；在主皮帶的底皮帶滾筒軸端和小皮帶機(jī)尾滾筒的軸端加一傳動(dòng)皮帶和傳動(dòng)帶漲緊輪，給小皮帶一個(gè)力（輔助力）。當(dāng)皮帶上的煤和煤（矸）塊運(yùn)至距機(jī)頭5 米左右時(shí)，煤塊被夾在兩皮帶中間，利用原來皮帶上的煤和矸石塊在皮帶上的運(yùn)行與小皮帶產(chǎn)生的摩擦力及小皮帶機(jī)尾轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶提供的輔助力的合力使小皮帶與大皮帶同步運(yùn)轉(zhuǎn)將煤（矸）塊運(yùn)至機(jī)頭處拋落至皮帶頭煤倉里。

4） 結(jié)論

（1）電能的節(jié)約

每年按300 個(gè)工作日計(jì)算，輸送機(jī)按照每天運(yùn)行15 小時(shí)計(jì)算，每年的節(jié)省電量為：

W1=kiPh×300=0.57×75×15×0.25×300=48093.75Kwh

每度電按0.8 元計(jì)算，則每年節(jié)約電費(fèi)：

48093.75×0.8=38475 元

（2）整個(gè)皮帶滾落的次數(shù)和煤量大大的減少，對(duì)設(shè)備的損壞次數(shù)減少，延長(zhǎng)了皮帶的使用周期、減少了皮帶接頭的硫化次數(shù)，節(jié)約了大量維修費(fèi)用和維修時(shí)間；

（3） 節(jié)約人工開支：皮帶巷每班安排4 人清理，每人每日140 元，年生產(chǎn)300 天。則年節(jié)約開資4×3×120×300=432000 元。

（4）安全效果

上述三種裝置的加裝，從根本上防止了煤矸石在12 運(yùn)輸上山坡上的滾落，有效保證了在12 運(yùn)輸上山坡上的清煤人員的安全，杜絕了清煤和施工過程工傷事故的發(fā)生。

綜上所述，設(shè)備革新改造后，年可創(chuàng)收直接經(jīng)濟(jì)效益47.0475 萬元，而且設(shè)備維修率也得到了大幅度下降，進(jìn)一步降低了噸煤成本并確保了原煤運(yùn)輸任務(wù)的順利完成。

[1]中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委[M].中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典，南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002：456-483.