吳寨礦主斜井皮帶更換技術(shù)的應(yīng)用與研究

袁士杰

(平煤神馬建工集團(tuán)有限公司安裝處, 河南 平頂山市 467000)

0 引 言

平煤集團(tuán)天力公司吳寨礦生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t,其中坡度22°的主斜井擔(dān)負(fù)著全礦井的煤炭提升運(yùn)輸任務(wù),主斜井巷道斷面為半圓拱,凈寬4000 mm,凈高3600 mm,凈斷面12.28 m2,采用U25型鋼＋砌碹砼支護(hù),坡度22°,皮帶機(jī)全長(zhǎng)600 m,由于長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷、高頻率運(yùn)行導(dǎo)致皮帶磨損嚴(yán)重,存在安全隱患。為了保證皮帶的安全可靠運(yùn)行,礦方委托平煤神馬建工集團(tuán)有限公司安裝處更換老舊皮帶300 m,其新皮帶選用山東青島紅馬膠帶廠生產(chǎn)的鋼絲繩芯膠帶,每卷150 m。

為了保障礦井的生產(chǎn)任務(wù),在保證安全、質(zhì)量的條件下,要求安裝工期較短,因此在現(xiàn)場(chǎng)勘查的基礎(chǔ)上,提出了硫化、疊放、安裝、回收等過(guò)程的技術(shù)方案,經(jīng)過(guò)技術(shù)論證后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,以期在滿(mǎn)足質(zhì)量的前提下,為礦方提供安全可靠的技術(shù)服務(wù)。

1 皮帶更換方案

皮帶更換的主要環(huán)節(jié)主要有：皮帶的硫化工作;臨時(shí)設(shè)施布置及準(zhǔn)備工作,以提高皮帶更換的工作效率;皮帶的更換安裝方案,以確保新老皮帶安全可靠地完成更換安裝[1-4]。

1.1 皮帶硫化方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境,在地面井口廣場(chǎng)布置皮帶硫化及疊放的場(chǎng)地,在硫化場(chǎng)地內(nèi)使用鋼管及彩鋼板搭建一處硫化棚,以防止雨水、風(fēng)火及揚(yáng)塵等環(huán)境因素影響,硫化棚內(nèi)布設(shè)一處硫化平臺(tái),用于硫化作業(yè)。膠帶接頭硫化采用ST/S2000三級(jí)直線搭接,接頭長(zhǎng)度2570 mm(包括坡口長(zhǎng)度),坡口長(zhǎng)度50 mm,最長(zhǎng)的鋼絲繩長(zhǎng)度為2460 mm,第二根長(zhǎng)度為1640 mm,最短鋼絲繩長(zhǎng)度為820 mm,將2卷150 m的皮帶在地面硫化成一卷300 m。接頭硫化完成后,利用設(shè)在硫化場(chǎng)地端頭的回柱絞車(chē)將皮帶往復(fù)展開(kāi),疊放在場(chǎng)地內(nèi),為防止疊放時(shí)高度過(guò)高、彎曲角度過(guò)大損傷皮帶,采用上下層皮帶中間放置膠帶卷筒,以減少皮帶彎曲處應(yīng)力[5-8],疊放方法如圖1所示。

圖1 皮帶疊放方法

為保證硫化接頭的質(zhì)量,預(yù)先在地面進(jìn)行皮帶試驗(yàn)頭的膠接硫化,硫化完成后送至鄭州檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn),待試驗(yàn)報(bào)告符合要求后進(jìn)行皮帶的整體硫化、安裝。整個(gè)更換安裝過(guò)程共設(shè)計(jì)硫化接頭4個(gè),包含試驗(yàn)頭1個(gè)。

1.2 臨時(shí)設(shè)施布置及準(zhǔn)備

在井口地面廣場(chǎng)內(nèi)布置作業(yè)過(guò)程的臨時(shí)設(shè)施：在皮帶機(jī)頭北側(cè),布置1臺(tái)16 t穩(wěn)車(chē);在皮帶機(jī)頭井口房東西兩側(cè)布置2臺(tái)14 t回柱絞車(chē);在皮帶機(jī)機(jī)頭布置1組10 t定滑輪,用于新老皮帶的下放及回收[9-11]。地面臨時(shí)設(shè)施布設(shè)如圖2所示。

皮帶展開(kāi)全長(zhǎng)為600 m,重量為19800 kg,鋼絲繩長(zhǎng)120 m,重量為336 kg,合計(jì)重量約20.2 t,當(dāng)皮帶拉至井口位置時(shí),受力最大。此時(shí)承受的斜面分力、托輥滾動(dòng)摩擦力、滾筒滾動(dòng)摩擦力共約7.87 t,因此,選用1臺(tái)16 t穩(wěn)車(chē)足以滿(mǎn)足要求。

穩(wěn)車(chē)鋼絲繩選用6×19－1670－Φ28,其破斷力為53500 kg,安全系數(shù)K＝53500/7870＝6.8＞6,因此安全系數(shù)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

圖2 地面臨時(shí)設(shè)施布設(shè)

1.3 皮帶更換

開(kāi)動(dòng)皮帶機(jī)將需要更換的舊皮帶開(kāi)到驅(qū)動(dòng)滾筒下方指定位置停車(chē),井口穩(wěn)車(chē)鋼絲繩頭經(jīng)機(jī)頭滑輪牽引至井口變坡點(diǎn)下方30 m處,皮帶經(jīng)圓木鋼絲繩扣捆扎固定在穩(wěn)車(chē)?yán)K頭處。在變坡點(diǎn)位置往下每隔3 m依次安裝3副皮帶夾具,皮帶夾具經(jīng)鋼絲繩扣和夾環(huán)固定在驅(qū)動(dòng)滾筒底座處,上皮帶用一副皮帶夾具固定在驅(qū)動(dòng)滾筒處。機(jī)尾張緊裝置松開(kāi),用繩扣跟手拉葫蘆把張緊小車(chē)固定在張緊軌道上。

在機(jī)頭拖帶滾筒位置下方斷下皮帶,新皮帶與下皮帶硫化第一個(gè)接頭,硫化完成后,新皮帶用14 t回柱絞車(chē)將道木與吊裝帶捆扎,用于當(dāng)皮帶夾具失效時(shí),防止下皮帶失控。3副皮帶夾具夾緊后人員用快速扳手依次松螺帽,下皮帶開(kāi)始下滑,控制下皮帶下放速度,當(dāng)速度過(guò)快時(shí),迅速上緊皮帶夾具。當(dāng)下皮帶下放6 m時(shí),14 t回柱絞車(chē)需進(jìn)行倒繩頭,倒繩時(shí),需上緊3副皮帶夾具,繩頭固定完成后,再繼續(xù)下放下皮帶。當(dāng)下皮帶下放12 m之后,下皮帶在機(jī)尾位置打兜后,3副皮帶夾具夾緊,然后啟動(dòng)16 t穩(wěn)車(chē)提上皮帶,穩(wěn)車(chē)啟動(dòng)上拉上皮帶時(shí),布置在另一側(cè)的14 t回柱絞車(chē)同時(shí)啟動(dòng),牽引斷帶位置上皮帶回收。當(dāng)舊皮帶回收12 m后,上皮帶夾具夾緊,然后繼續(xù)放下皮帶,依次循環(huán)。當(dāng)新皮帶下放完成后,量好尺寸,將舊皮帶截?cái)?新老皮帶最終硫化在一起。

2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

主斜井皮帶的更換將導(dǎo)致礦井停產(chǎn),直接影響礦井經(jīng)濟(jì)效益,因此合理的方案可縮短工程工期,提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹的主斜井皮帶更換安裝方案,在實(shí)際應(yīng)用中,既保證了安裝質(zhì)量,同時(shí)又大幅度縮短了工期,為礦井縮短了停產(chǎn)時(shí)間,提高了相對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,具體如下：

接頭硫化的質(zhì)量經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格,同時(shí)皮帶的合理疊放,經(jīng)實(shí)際查驗(yàn)完整性較好,保證了皮帶的質(zhì)量。

經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明：合理、高效的皮帶更換方案,日常更換皮帶每150～200 m需用時(shí)8 h(不包含硫化時(shí)間),完成600 m需連續(xù)的24 h,而本方案更換皮帶實(shí)際用時(shí)12 h,節(jié)約了一半時(shí)間,效率提高了一倍。

3 結(jié) 語(yǔ)

主斜井皮帶輸送機(jī)是礦井提升運(yùn)輸?shù)难屎?直接影響著礦井的安全高效生產(chǎn)。文章針對(duì)平煤集團(tuán)天力公司吳寨礦主斜井的實(shí)際情況,制定了接頭硫化、皮帶更換安裝等具體的方案,并計(jì)算分析了臨時(shí)牽引設(shè)備的可靠性,經(jīng)過(guò)技術(shù)論證交底,在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中,有效提高了皮帶更換的效率,有力保證了皮帶安裝的質(zhì)量,極大提升了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,為同類(lèi)礦井主斜井皮帶更換提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持。