帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置應用分析

宋建楠

（山西長平煤業有限責任公司， 山西 晉城 048000）

引言

礦井帶式輸送機承擔著礦井的運輸工作，主要任務是將掘進及綜采工作面開采的煤炭運送到地面，然而在實際生產中，常常會出現大塊矸石未經破碎運送到皮帶上，尤其是炮掘工作面掉落的大塊矸石由于硬度較大且破碎機無法破碎被直接運送到皮帶上，這些大塊矸石在經過驅動部位時與滾筒及皮帶架發生卡塞，導致運輸機驅動電機功率增大，情況嚴重時會出現電機燒損及滾筒卷帶的情況，給后期檢修人員的工作造成巨大的阻礙。因此技術人員通過對生產線進行觀察，設計并安裝了一套全新的大塊矸石篩選裝置。

1 六盤區輔運巷概述

山西長平煤業有限責任公司六盤區輔運巷設計長度為4 042 m，巷道設計斷面規格為寬×高=5.5 m×5.35 m，巷道掘進煤層為3 號煤層，平均厚度為5.36 m；巷道采用一次成巷機械化作業方式。巷道掘進期間采用EBZ150A 型掘進機割煤后，通過機組鏟板鏟煤（巖），利用鏟板上的星輪旋轉將煤（巖）扒到掘進機小溜子上。煤（巖）通過小溜子運輸轉載機上后，通過轉載機皮帶運輸到SSJ-800 型帶式輸送機上運出工作面，截止目前巷道已掘進760 m。

由于輔運巷掘進的3 號煤層結構相對復雜，煤層內含多層夾矸，多為炭質泥巖，成層狀結構，巷道在掘進期間產生大量大塊煤矸石，導致帶式輸送機在與煤矸期間，受大塊煤矸影響，輸送機皮帶磨損嚴重，經常出現撕帶事故，嚴重制約著巷道安全快速掘進。對此，機掘三隊通過技術研究，設計了一套帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置[1-3]。

2 大塊煤矸篩選裝置設計原理

1）該裝置通過紅外指向儀在皮帶被大塊矸石卡塞時及時將電源切斷，通過這種方式避免電機功率過高。

2）施工人員首先在皮帶“H”架的一端安裝一套紅外指向儀，在皮帶“H”架的另一端安裝一套紅外線感應面板，如圖1 所示。

3）紅外線燈面板與控制箱一端通過一根電纜連接，控制箱另一端通過另一根電纜與皮帶機的電機相連，兩根電纜同時與控制器內的控制面板連接，最后將輸送機的饋電開關與控制箱通過一根主線纜相連。

4）帶式輸送機在正常作業時可以根據人工設定的高度來調整選矸高度，通常煤矸石的設定高度為0.4 m，因此“H”架兩端上安裝紅外線發射器與紅外線感應面板均要安裝到距離皮帶表面0.4 m 的高度。

5）帶式輸送機在通電的同時控制箱也對紅外線發射器與紅外線感應面板供電，紅外線感應面板會接收到發射器發出的紅外線，聯鎖控制裝置能夠對紅外線控制面板及控制箱內聯鎖控制面板進行聯鎖控制。

圖1 帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置結構示意圖

6）當皮帶正常運輸煤矸石時，小塊矸石在經過激光發射器時由于高度較低不能阻擋紅外線，因此感應面板會接收到紅外線信號，系統不會工作。當有大塊矸石經過紅外線發射器時，由于高度較高會阻擋紅外線，因此感應面板接收不到紅外線信號，聯鎖控制裝置發生聯鎖反應將皮帶的電源切斷，從而確保大塊矸石不會與皮帶架發生板卡，確保驅動電機不會燒損。

7）通過對皮帶機的運輸速度計算，決定在皮帶機頭卸載滾筒后15 m 處安裝該套裝置，按照主運輸皮帶4 m/s 的速度計算，即使當大塊矸石阻擋紅外線發射且聯鎖裝置及時將驅動電機電源切斷后，由于皮帶上運送的物料重量大且速度快，物料仍會在慣性的作用下向前移動一段距離，按照托輥與皮帶摩擦系數0.03 計算，即使切斷電源后皮帶仍會向前運動14 m 后才能停止，此時大塊兒的煤矸石正好在皮帶頭位置，工作人員可以及時發現并采取措施進行處理。

3 帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置優缺點

3.1 優點

1）在皮帶上安裝該套篩選裝置能夠有效確保大塊矸石與皮帶架發生板卡，從而避免了驅動電機發生燒損的概率。

2）該套裝置具有結構簡單、成本低、占地面積小、安裝方法簡單、安全性高、穩定性強等優點，可以根據皮帶的煤量與皮帶的運輸速度在任何位置進行安裝，適用范圍較廣。

3）裝置通過發射紅外線與感應控制面板配合使用，具有高度的靈敏性，而且可以根據工作人員的設定對不同大小的矸石進行篩選，能夠根據工作面煤質的特點進行篩選。

3.2 缺點

1）該裝置能夠對超過高度的大塊矸石進行篩選，但有些矸石雖然高度不在篩選范圍內，但寬度已經超標也會與皮帶架發生板卡，導致驅動電機功率增大。

2）當有大塊矸石經過篩選裝置后聯鎖裝置會及時將驅動電機的電源切斷，但皮帶在開啟時需工作人員重新啟動電源，造成驅動電機啟動頻率較高，影響電機使用壽命，同時頻繁啟停皮帶機也會對產量造成一定影響[4-5]。

3）由于盤區皮帶運輸速度較快，對篩選裝置的靈敏度要求較高，一旦篩選裝置靈敏度下降或感應面板上有粉塵會導致保護裝置不能起作用。

4）當正常運輸的皮帶發生跑偏后或安裝篩選裝置的“H”架發生變形，會導致感應面板接不到發射器發出的紅外線，導致保護裝置未動作。

4 應用效果

2020 年2 月機掘三隊對輔運巷SSJ-800 帶式輸送機安裝一套帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置。通過6 個月實際應用效果來看，有效解決了傳統帶式輸送機在運輸煤矸時，受大塊矸石影響導致雙縮脲共計斷帶、跑偏等技術難題，故障率由原來的17%降低至4%，帶式輸送機維修費用降低了18.5 萬元，保證了掘進巷道安全、快速掘進，取得了顯著的安全、經濟效益。