王村煤礦主斜井皮帶診斷及更換技術研究

王 哲

(王村煤業公司機運隊，山西 大同 037003)

1 工程背景

王村煤業公司主斜井皮帶機技術特征：型號為DTL 120/50-2X900，帶寬1.2m，運輸能力500t/h，全長1572m，傾角22°，槽形角60°深槽，舊膠帶型號阻燃鋼繩芯ST4000，厚度25mm（8+8+8.9）,77繩芯。截至目前該皮帶過煤量已超過680萬t，有近2/3出現不同程度的中間開裂甚至貫通，經研究決定予以一次性全部更換。

2 皮帶診斷

皮帶檢測是檢測舊皮帶是否能達到工作要求、驗證更新前的新皮帶是否合格的重要方法，是更換新皮帶的技術手段。該礦對主斜井皮帶進行了檢測，以確定皮帶是否滿足規范要求。采集主斜井的18個皮帶接頭檢測數據，主要檢測了接頭的長度、接頭寬度、核心長度、核心寬度、向前距離、向后距離、左右邊距、特征點數、伸長量、鋼絲間距等參數，對皮帶的狀況進行診斷，處于健康狀態的皮帶則仍可繼續使用，不合格的皮帶需要進行更換。經檢測，主斜井的皮帶健康率為66.7%，剩下的均需要進行更換，如圖1。

圖1 皮帶檢測示意圖

3 皮帶更換施工技術

經過現場勘察，為安全高效地更換主斜井皮帶，設計施工一條35m運輸聯巷及一條48m傾斜巷道，并利用盤區頭部皮帶203m下巷做儲舊帶空間如圖2所示。

圖2 井巷工程及施工現場圖

3.1 施工前的準備工作

新皮帶硫化接頭并起吊疊放為兩疊，到礦新皮帶16卷計3360m，最大起吊重量為12.5t，新皮帶運輸起吊（25t吊車）至主斜井機房南井筒上方平臺卷架上，配合平臺南端11.4kW絞車以30m長往復折返疊放，硫化接頭，并對接頭進行壓制編號，硫化完成后繼續往復疊放，先疊上皮帶7卷稱之為①疊，后疊放下皮帶9卷稱之為②疊，①、②疊最下方帶端硫化使之成為一條整帶。每天硫化連接一個接頭，15天完成15個接頭，保證兩疊關于皮帶中線對稱且夾角盡可能小。

機房南墻皮帶中線上合適位置開口（規格：2m×0.5m）以便更換時展入新帶。疊放新皮帶時必須保證伸入機房開口下皮帶載煤面朝上，上皮帶載煤面朝下，即兩疊載煤面朝向上下相反；疊放時必須始終保持每疊新帶從上到下層層伸展，即最后疊放的最先下，硫化卷間接頭時嚴禁將工作面與面同非工作（硫化壓制標示）面同工作面搭接硫化。

同時，在盤區頭部皮帶203m下巷、新開拓聯絡巷口南側50m處穩裝45kW雙速絞車一臺，用以牽引舊皮帶。在機房開口位置新皮帶運行路線上安裝導向滾筒，防止上下帶摩擦，損傷新帶；在48m斜巷舊皮帶運行路線上，安裝立輥架，壓護帶頂輥，減少摩擦阻力。新皮帶硫化接頭全過程中，廠上必須搭建帳篷防風防塵、加裝工業熱風機防寒保暖，保證環境溫度在5℃以上，以防接頭過快冷卻，井下合攏必須提前做好灑水降塵工作。

制作液壓上下夾帶裝置三道，分別焊于卸載滾筒、主副滾筒人字架兩道，井口鋼筋混凝土結構前一道；焊接換帶導向滾筒，機頭換帶改向滾筒；加工卸載架后上下皮帶夾具一套、二部驅動后兩副上下皮帶夾具用于新皮帶進入膠帶機；對新皮帶疊放進行技術指導并編制放帶專項施工安全措施。

3.2 更換及回收

兩堆疊放硫化好的新皮帶完成后，預計3月3日空皮帶情況下，提起尾部張緊裝置，拆除措施巷口5架托輥架，打好三道上下帶液壓夾帶裝置，在措施巷口斷開上下皮帶，斷開措施巷上下皮帶之前，必須打牢斷開點上下皮帶前后的夾板，其中后夾板距斷帶處5m，便于楔形連接，為安全起見，在第一次使用液壓夾帶裝置放帶前補充兩道自制夾板，分別位于主副滾筒間、皮帶中部約800m處。

將預先剝好末端繩芯穿過機房開口的新帶繞過換帶導向滾筒，同時，回收尾部140m舊帶：斷開尾滾筒皮帶（下斷口）后用斜井提升絞車+ 3/4寸繩扣穿入繩輪，連接（楔形塊）上斷口上皮帶，檢修絞車（2號）牽引上拉至措施巷口，用45kW雙速絞車（3號）連接（夾板）下斷口牽引至48m斜巷，待70m舊上帶上斷口進入斜巷，解除上斷口3/4寸繩+楔形塊連接，用45kW雙速絞車繼續牽引盤區頭部下巷，撩起后夾板前5m下帶（上斷口）至上托輥，連接（楔形塊）牢固后，同樣方法出70m下皮帶。

待機尾回收完畢、上皮帶穿入機房完成后，硫化機頭新舊上皮帶，并做明顯標記，拆除措施巷口夾板，將此處舊上皮帶斷口順至48m巷與45kW絞車連接。

一切準備工作就緒后，使用無線對講機聯系機房液壓夾帶裝置操作司機（1號）、45kW雙速絞車司機（3號），解除自制夾板保護，緩慢開啟（1號）上帶液壓夾緊裝置（下帶始終保持夾緊）、牽引舊上皮帶的45kW雙速絞車（3號），直至35m運輸聯巷口，回拉鉤頭（4號）。兩種撤帶方法：A-在給煤機處用切割機斷開再做連接，配合給煤機處11.4kW絞車重復牽引疊放（約150m/層）；B-不分段回收，直接用支架搬運車牽引1500m舊上帶+1500m舊下帶至輔運大巷（南），優先使用方法B，最后儲備回收。回收程中，各個關鍵觀察點要（設專人持對講機）密切觀察運行是否超速或有否卡阻情況，若發現有異常情況，及時發信號停止所有運行，下放中隨時調節液壓夾帶裝置正壓力，通過改變摩擦阻力控制皮帶下滑速度，上下皮帶最大下滑力估計：（1574-70）×56kg/m×9.8×sin22°=309198N，下放時做到緩慢、勻速。待新上皮帶（標記）下放至措施巷口，斷開新舊皮帶，繼續下放至硫化平臺處，上皮帶下放工作完成，保持上皮帶液壓夾帶裝置壓緊并鎖死，打好上皮帶夾板。同樣方法下放下皮帶，新下皮帶（標記）到達措施巷口時，打好夾板斷開新舊皮帶，繼續下放新皮帶，繞過尾滾筒，用吊鏈吊起5m后，利用檢修絞車+3/4寸繩扣的連接（楔形塊），提至硫化平臺，打好夾板，硫化合攏。

合攏前算準尺寸，斷掉多余的新皮帶，硫化合攏新皮帶接頭。

硫化合攏新皮帶接頭完成后，緩慢松開液壓夾帶裝置、尾部配重導鏈，下放重力張緊車張緊皮帶，確認無誤后，以0.5m/s的速度空載試運行并對新帶進行磨合，在皮帶頭部、尾部等關鍵部位設人員持對講機密切觀察運行情況，如有異常及時發信號停止運行。2h后，再逐步加速試運轉1h，之后，加載運行。

圖3 下放新帶示意圖

4 結論

本文對皮帶的更換技術做了詳盡的研究，但在皮帶更換中仍有許多問題需要注意。在斷開皮帶、更換停止下放時，必須用夾板將皮帶夾死，增加一道安全防線，防止皮帶意外下滑，嚴格測算所需皮帶長度，避免施工完成后尾滾筒張緊車不在軌道上或沒有張緊軌道余量。施工前在措施巷口往上約80m安裝一套滑輪裝置。切割斷帶前，必須灑水降塵，工作地點的風流中瓦斯濃度不得超過0.5%，煤塵無堆積，只有在檢查確認作業地點附近20m范圍內巷道頂部及其他易聚集區無瓦斯積存情況下，方可進行切割作業。帶過液壓夾帶裝置前，仔細檢查表面有無冰霜、水、水煤泥及其他雜物，防止表面摩擦系數降低導致新帶下時速度驟增，甚至失控造成事故。