履帶牽引連續(xù)換帶技術的研究與應用

逯文強

（晉能控股煤業(yè)集團 塔山煤礦，山西 大同 037000）

帶式輸送機是煤礦生產中的一種主要運輸設備，在采區(qū)平巷、采區(qū)上下山、運輸大巷及井口運輸走廊及地面生產系統(tǒng)等場所有著廣泛的應用。煤礦現(xiàn)階段使用的固定式膠帶機大部分使用鋼絲繩芯膠帶，鋼絲繩芯膠帶廣泛用于煤礦提升設備中，主要優(yōu)點是強度大、阻燃、運輸能力強，缺點是鋼絲繩膠帶單位重量大，安裝過程中不易搬運，更換膠帶時間長以及膠帶接頭膠接（熱硫化）工藝復雜。鑒于此，塔山礦研究制定了履帶牽引連續(xù)換帶技術，提高換帶效率。

1 概 況

塔山礦二盤區(qū)1.6 m頭部皮帶全長4 900 m，由于盤區(qū)皮帶搭接點多，煤質較硬且易受大塊矸石沖擊等特點，現(xiàn)所有帶面中間位置上覆蓋膠薄僅剩1～2 mm，全部露橫向尼綸繩；皮帶大面積漏鋼絲繩，部分皮帶2/3存在大面積漏繩情況，修補進度跟不上，且大面積修補、干膠耗時過長，致使檢修超時；皮帶上覆蓋膠磨損嚴重，漏繩，經煤泥水腐蝕后，鋼絲繩原膠脫落，銹蝕，極易發(fā)生戧繩、貫穿等惡性事故，需要對該4 900 m皮帶進行更換，新皮帶的技術參數(shù)如下：

2 履帶牽引連續(xù)換帶技術

帶式編送機膠帶的更換是一項非常繁重的勞動。傳統(tǒng)的換帶方法是預先采用硫化工藝融合新老膠帶，絞車牽引硫化后的新老膠帶進行放帶更換。該方法的需要消耗大量的人力物力、施工周期較長、危險性較大。履帶連續(xù)牽引裝置具備結構緊湊、安快速、操作簡便、使用安全可靠等優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)換帶技術缺陷。

本次塔山礦井下二盤區(qū)1.6 m一部強力皮帶機更換4 900 m膠帶采用的主要方法是履帶連續(xù)牽引裝置牽引上層舊膠帶出膠帶機，新膠帶經上層膠帶入膠帶機，在機頭段驅動電機至聯(lián)巷70 m巷道較寬位置疊放新膠帶連接，在聯(lián)巷口后約5 m進入膠帶機機架與上層舊膠帶連接，繞機頭卸載滾筒至機尾滾筒后履帶連續(xù)牽引裝置吐出，舊膠帶經卷帶裝置成卷后，用鏟板車回運。具體更換工藝如圖1所示。

圖1 換帶工藝示意Fig.1 Belt change process

該履帶牽引連續(xù)換帶裝置采用液壓驅動履帶牽引完成膠帶連續(xù)更換，主要組成包括上下鎖帶機構、上下層履帶機構、上下帶速度檢測機構、電控箱、液壓泵站等。

（1）上下鎖帶機構采用液壓油缸和蓄能器對皮帶的恒壓夾緊，在不傷皮帶的同時，實現(xiàn)依據(jù)皮帶厚度對皮帶實施恒壓夾緊，并通過壓力傳感器對壓力實時監(jiān)測，依據(jù)壓力變化自動補壓；采用“液壓松閘、彈簧抱閘”工作方式，實現(xiàn)設備斷電或者故障期間對皮帶的鎖緊。

（2）上鎖帶機構牽引舊膠帶、下鎖帶機構控制下放新膠帶，按編制的PLC控制程序以“舊帶牽新帶”的原理實現(xiàn)皮帶快速更換。

（3）上下帶速度檢測機構設置過速保護裝置，出現(xiàn)失速問題能夠實現(xiàn)自動剎車，并且該檢測機構能夠實時計算皮帶通過長度。

（4）電控采用PLC控制，設置檢修模式和自動模式2種操作方式，方便快速安全更換皮帶。

3 換帶施工工序和流程

3.1 施工工序

施工前準備—新膠帶硫化、疊放—搭設履帶機鋼架支柱—安裝履帶連續(xù)牽引換帶及卷帶機—舊膠帶斷頭—新舊膠帶接頭—更換膠帶—硫化合環(huán)頭—恢復、試車

3.2 停產前準備工作

（1）在機頭70 m處膠帶巷聯(lián)巷口選擇合適位置安裝18.5 kW回柱絞車1臺，用于疊放新膠帶及牽引頭。

（2）制作硫化平臺，根據(jù)硫化工藝及硫化接頭位置，制作組裝平臺，其中1套位于硫化新膠帶，1套位于新舊膠帶接頭及合環(huán)頭。

（3）膠帶硫化、疊放。在聯(lián)巷至機頭驅動電機段70 m較寬巷道硫化連接并疊放，疊放成一垛，疊放長度約60 m，5 100 m膠帶約疊85層，疊放高度約1.5～1.7 m，為保證新膠帶疊放整齊及保持一個垂直高度，需制作加工疊放膠帶鋼架。

（4）在地面將履帶連續(xù)牽引裝置支柱、卷帶裝置平臺加工制作完成，運至井下施工現(xiàn)場，進行安裝。

（5）停產前將履帶連續(xù)牽引裝置及卷帶裝置在地面調試完成后，方可裝車運至井下施工現(xiàn)場。

（6）停產前將所用的材料、工器具地面檢查合格后，方可運至井下，將施工電源提前接至施工現(xiàn)場（電源保證“一用一備”）。

3.3 停產后施工工序

（1）拆除影響更換膠帶的有關設施，包括中間架、清掃器等設施。

（2）在機頭段70 m處聯(lián)巷口向后（機尾方向）約5 m處預制兩根老漢柱，安裝履帶連續(xù)牽引裝置及接通電源，使履帶夾持上層舊膠帶，同時安裝卷帶裝置及接通電，為方便布置轉彎裝置及新膠帶進入機架，此處需拆除機架12 m。

（3）安裝、調試履帶連續(xù)牽引裝置。

（4）舊膠帶在機頭段70 m聯(lián)巷處將上層舊膠帶斷開，新膠帶與上層舊膠帶硫化連接，新膠帶經上托輥層進入膠帶機。

（5）待上述工作準備完畢后，開動履帶連續(xù)牽引裝置，牽引更換的5 100 m膠帶運行，新膠帶進入膠帶機，繞機頭卸載滾筒至機尾滾筒后，經履帶連續(xù)牽引裝置履帶吐出，并進入卷帶裝置，舊膠帶用回柱機拉出經卷帶裝置成卷。

（6）舊膠帶成卷（每卷150 m），停機后將吐出的舊膠帶切斷并打捆，用礦方配合的鏟板車運至大巷，存放在大巷邊（如條件允許可直接運到地面）。

（7）新帶4 900 m全部換完，將履帶連續(xù)牽引裝置、卷帶裝置拆除后，進行上層的新膠帶硫化合環(huán)。

3.4 恢復

新膠帶合環(huán)完成、舊膠帶全部成卷后，恢復支腿、中間架、清掃器、漲緊裝置。試運行無誤后，恢復皮帶運行。

4 應用效果

履帶牽引連續(xù)換帶裝置操作系統(tǒng)配置了遠程控控制系統(tǒng)，有效遠控距離200 m，與傳統(tǒng)的安裝和更換方式相比，更換時間縮短10 d左右。換帶裝置牽引膠帶減輕勞動強度、提高工效和工作質量，實現(xiàn)高效換帶。

該裝置采用恒壓夾緊皮帶方式和過速保護裝置，提高了換帶安全性，有效防止皮帶打滑導致的事故，實現(xiàn)安全換帶。

該裝置有效解決了舊膠帶存放回運難題，傳統(tǒng)的換帶方式舊皮帶堆積在輔運巷道導致無軌膠輪車難以正常通過，舊帶回運困難。履帶連續(xù)牽引裝置在停機后將吐出的舊膠帶切斷并及時打捆回運，解決了舊帶存放回運難題。

5 結 語

塔山礦二盤區(qū)4 900 m皮帶更換采取了履帶牽引連續(xù)換帶技術，該技術縮短施工工期10 d左右，恒壓夾緊皮帶方式和過速保護裝置的設施極大地提高了換帶安全性，有效解決舊帶存放回運難題。實踐表明，該技術能夠實現(xiàn)高效安全換帶，提高了換帶效率，降低了人員工作強度，經濟效益顯著。