煤礦生產中管狀皮帶輸送機的應用初探

宋先峰，高維強，杜廷斌

（兗州煤業股份有限公司濟南煤炭科技研究院分公司，山東 濟南 250000）

0 引 言

新經濟形態下，我國對于煤炭資源的需求量不斷增多，采煤輸送工藝和皮帶輸送機的使用技術有了較快發展。管狀皮帶輸送機的使用是目前煤礦煤炭輸送系統的重要組成、也是煤炭行業做好環保工作最有效的方式。而且運用的好壞，直接關系著煤礦的運煤效率和企業生產效益。在各行各業蓬勃發展的新時期，煤炭行業對于煤礦生產中管狀皮帶輸送機的應用提出了更高要求，有必要進行其輸送方式的進一步深化研究。

1 管狀皮帶輸送機結構性能

1.1 管狀皮帶輸送機結構特征

相比于普通的帶式輸送機，管狀皮帶輸送機在拉緊裝置、機頭部、受料點、機尾部等結構上以及驅動張緊上并無較大差異。然而在輸送機裝載點后至卸料點前的輸送部位，兩者差異較為明顯，其中管狀皮帶輸送機是通過托輥架及托輥，使皮帶成管狀運行，給物料提供一個密閉的運輸通道。

煤炭輸送中，位于管狀膠帶機尾部受料段的皮帶剛開始處于平行狀態，然而在較短的時間后，平行運行的狀態會被打破，并逐漸向著槽形、深槽形狀態轉化，最終，形成圓柱狀形態，實現了物料的有效包裹。該過程中，膠帶向圓管的轉化是由布置為六邊形的輥子來實現的。在形成封閉圓管后，物料會被個裹覆在管內，然后隨著膠帶被平穩運出。而當輸送物即將到中部卸料點時，圓管狀的膠帶又會逐漸變為槽形、深槽形，進而變為平行狀態完成卸料。在膠帶回程段控制中，其控制方法與承載段基本相同，由此循環作業，實現了采集煤炭的高效輸送。需要注意的是，在回程段，膠帶采用管狀、平行或者V 形結構，均可滿足實際應用需要[1]。圓管帶式輸送機示意圖如圖1 所示。

圖1 圓管帶式輸送機示意圖

1.2 管狀皮帶輸送機的性能特征

現階段，管狀膠帶輸送機在煤礦生產輸送中的應用不斷普遍。從應用過程來看，管狀皮帶輸送機的使用具有線路布置簡單、輸送過程高效便捷、環保效益突出的特點[2]。就輸送機線路布置而言，其采用空間彎曲線路布置，這種布置方式不僅能實現水平面和垂直面內拐彎，而且在跨過鐵路、公路、河流及各種建筑物中發揮著重要作用，凸顯了其靈活使用的特點。基于這種線路輸送模式，設備發生故障的概率較低，維修量較少、使用周期長。同時相比于傳統輸送，管狀皮帶輸送機采用雙向物料輸送模式，這大大提升了煤炭的輸送效率。研究表明管狀皮帶輸送機的運輸量能達到7 000 t/h，遠遠超出常規膠帶輸送機的運輸量，且單機最長輸送距離能達到7 000 m，完全實現了長距離布置輸送物料的要求。此外，由于煤炭被包裹在管狀內部封閉式運輸，故而在輸送中沒有泄露、揚塵、灑落及物料混雜的風險，有效地提升了物料輸送的環保性。

2 煤礦管狀皮帶輸送機的應用要點

新時期，管狀皮帶輸送機在煤礦生產中的應用不斷深入，要進一步提升其應用質量，還應注重以下要點管理：

2.1 嚴格控制煤炭輸送量

系統化的進行煤炭輸送量控制，能有效地提升煤炭輸送效率，保證煤炭輸送的穩定性。在實際輸送中，如果管狀膠帶輸送機上煤炭的運送量不穩定，則管狀膠帶內物料的充滿度會發生較大變化，是皮帶運行不平穩，受此影響，輸送機托輥對皮帶貫通的作用力也會隨之改變，這使得管筒發生扭曲的概率大大增加。根據煤炭輸送實際可知，當輸送煤炭量較大時，皮帶反向卷管的問題較為突出；這給煤炭輸送帶來較大危害，基于此，在后期輸送中，應注重管狀皮帶輸送機輸送量的嚴格控制，保證均勻、不超量的給料，是管狀皮帶輸送機穩定運行的一個重要條件。

2.2 注重托輥的檢查

托輥在管狀皮帶輸送機中發揮著重要作用，也是管狀皮帶輸送機與傳統皮帶輸送機的主要區別。在實際輸送中，傳統的輸送機在1~3 個托輥的支撐下，組成平行或槽形截面，以此來完成煤炭的輸送；而在管狀皮帶輸送機中，每組托輥的總數量為6個，利用每組托輥，將皮帶約束成正六邊形截面的密閉管狀，通過正六邊形托輥組上搓力、支撐力、和剪切力的作用，管狀皮帶輸送機能實現垂直和水平向上的運動。從應用效果來看，采用管狀皮帶輸送機，物料輸送的安全性更高，這是因為不論皮帶管筒在頭部能否展開，物料能否卸下，都不會對皮帶造成損傷，這為煤炭資源輸送創造了有利條件；因此生產過程中需要把對托輥的檢查作為一項重點工作：一是重點檢查托輥的旋轉是否靈活，及時更換不轉或旋轉不靈活的托輥；二是及時更換軸承損壞的托輥；三是及時更換磨損的托輥，以確保皮帶的正常運行。

2.3 重視皮帶管筒外邊緣線游動狀況檢查

管狀皮帶輸送機作業中，如果皮帶處于正常運轉狀態，則皮帶管筒外邊緣線會在整條皮帶管筒的同一個方位，且于該方位保持穩定，即便發生游動，其游動的范圍也保持在±1cm 之內[3]。然而受雨雪等特殊天氣、來料不穩、皮帶托輥運轉不靈活等因素的影響，皮帶機在實際運作中會出現管筒外邊緣線大幅度游動問題，該狀態下，托輥與皮帶卷管之間的受力狀態會發生較大改變，此時，皮帶管筒會出現較為明顯的扭曲問題，通常，此類扭曲多以徑向扭曲位置。基于此，在實際作業中，還應規范化、系統化地對皮帶管筒外邊緣線游動狀況進行檢查，并及時進行調整。

2.4 皮帶的毛邊處理

所謂皮帶的毛邊，指的是管狀皮帶在經過六邊形托輥組部位時膠帶邊經常夾入托輥組的2 個托輥中間，長時間運行導致膠帶邊部摩擦出現毛邊或短小撕裂現象，縮短膠帶的使用壽命。這是管式托輥組結構形式的缺點，也是導致管狀皮帶出現嚴重撕裂現象的主要原因。在剛投入運行的時間內，應及時割除撕裂的膠帶邊條，固定或更換活動的托輥，后來利用運行間隙對磨損和撕裂嚴重的皮帶邊緣進行硫化膠結，但是其效果并不顯著。在反復觀察和實驗過程中最終發現皮帶搭接部分在運輸段基本上都在十一點鐘方向，而此處恰好是管式托輥組左上方和正上方2 個托輥的安裝銜接處，棱角分明的托輥架子固定于此不可避免地會對高速運行的管狀皮帶邊緣造成擦傷撕裂。因此安裝時調整托輥組，避開2 個托輥間與皮帶運行方向的十一點鐘，有效解決了托輥架子對皮帶邊磨損現象。

2.5 其他狀況檢查

為進一步提升管狀皮帶輸送機的實際應用質量，還應注重以下要點把控：①在實際輸送中，應對皮帶管筒的飽滿度進行檢查，同時觀察其與托輥接觸情況，并且應及時觀測托輥溫度等因素，同事對整皮帶機尾配重箱的質量進行調節，為設備運行創造良好條件；②在實際輸送中，應注重輸送傾角的控制，通常，基于輸送傾角而產生的傾角隨充填系數應不超過30°；③在設備管理中，應注重設備斷面的控制，確保結構緊湊型。

3 管狀皮帶輸送機的輸送效益評估

3.1 結構性能優勢

相比于傳統的輸送機，管狀皮帶輸送機在結構、性能上具有明顯的優勢。從整機形態來看，其結構布局滿足以下要求（見表2）。經過設計，管狀皮帶輸送機的橫斷面變小，機架寬度約為輸送帶寬度的1/2，有效地減少了空間占用問題。而就性能優勢而言，本設備單機最大運量達到了7 000 t/h，最長輸送距離達到7 000 m，并且能實現最大傾角輸送，輸送傾角能達到30°，遠遠滿足了煤礦的輸送需要，也解決了復雜條件下礦石的運輸。此外，基于圓管密封輸送，無需增設密封罩，降低基建費用及設備成本，并且輸送過程中無泄露、避免了揚塵，環境保護效益突出。

表2 結構性能優勢

3.2 其他效益分析

為實現管狀皮帶輸送機整體輸送效益的有效分析，將其與原本的索道輸送方式進行對比，可知管狀皮帶輸送機的應用存在以下優勢：①相比于傳統運輸和設備，管狀皮帶輸送機無需建造轉載房等設施，減少了投資費用，有效降低了成本費用；②該設備能大大減少人力資源的投入，并且有效地提升了排矸效率，有效降低了煤礦企業工作人員的工作強度，同時也降低了成本；③該設備運作安全效益突出，在以往輸送機運作中，設備存在索道掉車、斷繩、跑車的隱患，這對于工作人員人身安全帶來較大威脅，影響了企業效益。而在管狀皮帶輸送機輸送中，這些問題得到有效解決，創造的安全效益不可估量；④該設備創造了良好的運輸環境，尤其是管狀封閉運輸方式的應用，從根本上避免了物料外漏問題，整體環境效益較為突出。

4 結束語

管狀皮帶輸送機對于煤礦煤炭資源的輸送具有較大影響。管狀皮帶有效降低物料的灑落、揚塵，并且不用設置轉載站，易于布置及安裝，減少空間占用，綜合效益突出。煤礦生產實踐中，工作人員只有充分了解管狀皮帶輸送機的結構組成和運作原理，然后進行物料輸送過程的嚴格管控，才能有效地提升管狀皮帶輸送機應用水平，保證煤礦生產、輸送效率與質量，推動我國煤炭產業的健康、有序發展。