風力清掃器在石圪臺選煤廠應用實踐

南朝云，曹咸春

(國能神東煤炭集團有限責任公司洗選中心，陜西 神木 719315)

0 引言

膠帶輸送機一般涵蓋驅動裝置、輸送帶、機架以及托輥等多個組成部分，因其結構相對簡單，運行過程較為穩定，設計制造成本低廉，被廣泛地運用至選煤廠運輸作業中，主要運輸原煤以及精煤等多種物料[1-2]。膠帶輸送機在實際運輸煤炭時，表面極易附著一部分煤塵、泥漿、粉塵等物料，若是未能將其清理到位，將會使得物料粘附在托輥和導向滾筒上，尤其是水分較大的煤炭顆粒，極易影響到生產設備的使用。煤炭顆粒一旦粘附于滾筒上，便會使膠帶發生跑偏，最終出現膠帶磨損的問題，從而影響其使用壽命，甚至引發惡性生產事故。結合膠帶機現場存在的問題，積極采取先進的清掃技術及清掃器予以解決，確保膠帶機的使用壽命逐步延長，降低工人的勞動強度，消除各種安全隱患[3-5]。

1 清掃器的作用與現狀

1.1 清掃器的作用

為確保選煤廠生產質量及運行效率，在物料運輸轉載過程中應重視膠帶輸送機的工況，避免因膠帶機存在問題導致產品質量下降或者運行效率降低，在運輸過程中，膠帶輸送機依靠電動機驅動作用，使得前后滾筒和膠帶同步運行，若膠帶輸送機各部件粘附了雜質，會大幅增加設備實際運行負荷，從而加劇各部件的磨損，使其設備使用壽命大大縮減。設備運轉部件的不規則磨損易導致設備跑偏等故障的發生[6-7]。結合選煤廠的實際運行情況，適當地在選煤廠膠帶機上安裝風力清掃器，確保選煤廠的生產質量及運行效率，同時保障工作人員的安全，避免引發一系列安全事故。

清掃器是一種膠帶機的粘著物和塊狀較大煤炭的清理裝置。清掃器主要作用是減輕輸送帶的過度磨損，降低能耗，其特點如下。

防止打滑和跑偏：保持膠帶的干凈，保證膠帶在傳動滾筒上有足夠的摩擦力，防止膠帶打滑和跑偏。

延長壽命：有效減少黏性較大的煤炭顆粒對輸送帶和托輥的磨損，有效延長滾筒、膠帶、托輥的使用壽命。

運行平穩：保證膠帶輸送機運行平穩，不左右上下跳動和撕裂膠帶。

減少維修率：隨著黏性物的減少，對承載托輥、托架、傳動滾筒、改向滾筒等起到有效保護，保證了膠帶機的正常運轉，減少膠帶輸送機的維修率。

1.2 清掃器的現狀

清掃器可以分為刮板式、錕式、刷式、振動式、螺旋式、風動式和綜合式。這些清掃器對黏性物料的清掃效果不一。通過對原煤煤質、膠帶機的工況、清掃器的價格進行綜合分析，發現各類清掃裝置都存在諸多問題。研究合理的清掃裝置，選用高效、低成本的清掃器對選煤廠生產、運行和提高我國煤礦的生產效率尤為重要。

安裝：傳統清掃器一般安裝在滾筒后側。用聚氨酯板固定在膠帶構成的清掃器架上，使用銷軸和杠桿結構使清掃器膠帶貼在回空膠帶上進行清煤，用彈簧的張力使清掃器與回空帶之間產生一定壓力，并能夠在清掃器膠帶磨損后進行壓力補償，如圖1所示。

圖1 傳統清掃器示意

傳統清掃器的缺陷：①清掃器由一道清掃膠帶構成，而且由于底皮帶是回空帶，膠帶在清掃器的壓力下上漂，清掃器壓力不夠，清掃效果較差；②清掃器在卸載滾筒后側，根據安裝條件一般要距離卸載滾筒1 m多，清掃下來的煤需要加工一個小溜煤斗，把煤溜到下一部皮帶上，但有時因空間高度不夠，而無法將清掃下來的煤溜走；③清掃器更換工作量較大且更換周期短，因此清掃器易磨損。

針對選煤廠膠帶機運行工況，受轉載物料性質影響，清掃效果好、設備磨損小、維護檢修量小、價格便宜這幾個要素成為清掃器研究的主要方向。風力清掃器是一種簡單的清掃裝置，可以被廣泛應用于各種干燥松散的物料和弱黏性松散物料的清掃。風力清掃器不僅適用于低帶速的滾筒，同樣適用于高帶速的滾筒，其應用前景十分廣泛。

2 風力清掃器的特點

2.1 安裝、維護簡便

傳統清掃器主要使用聚氨酯刮板搭配長桿螺栓，自身重量大且極易出現磨損的情況，日常維護難度較高，安裝過程十分復雜，需要耗費人力和物力。風力清掃器的結構相對簡易，重量輕且安裝便捷，在后續的維護及管理中，僅需將風道表面的堆積物清除或者是更換磨損嚴重的風道，操作十分輕便，一人即可完成。

2.2 零磨損

傳統清掃器在選煤廠運用時，極易出現磨損的問題，磨損通?？梢詣澐譃榍鍜咂髯陨砟p和膠帶磨損2種類型。風力清掃器突破了傳統清掃器的限制，借助于新的媒介——高壓空氣實現對煤炭的清潔，確保膠帶表面不會受到任何的磨損，借助于噴射而出的高壓空氣，及時吹散煤炭，由此避免清掃器本身和膠帶受損。

2.3 成本低

風力清掃器的結構相對簡易，單部件數量少，可以實現自制自加工，成本低廉，基本控制在百元以內。在具體使用的過程中，風力清掃器屬于無摩擦清掃器，不會出現任何的磨損問題，使得清掃器本身的使用壽命大大增加，避免了頻繁更換的問題，維護成本得到了合理控制[7-9]。

3 選煤廠膠帶機風力清掃器的實踐應用

石圪臺選煤廠是一座礦井型選煤廠，主要承擔石圪臺煤礦原煤及外購煤的洗選加工和裝車外運。該廠始建于2005年5月，先后經過3次改擴建，年生產能力1 200萬t，裝車能力1 300萬t。全廠共有設備283臺(套)。選煤工藝流程采用25～200 mm塊煤重介淺槽分選，1.5～25 mm末煤采用有壓兩產品重介旋流器分選，0.5～1.5 mm粗煤泥采用螺旋分選機分選。全廠膠帶機運輸距離3.5 km，承擔著塊煤、矸石、原煤、精煤等物料的運輸作業，運輸中由于物料含水分較高，黏度較大，造成粒度較小的物料粘結在帶面、滾筒、托輥上，引起膠帶機跑偏及打滑，嚴重時引起膠帶機著火、撕帶等事故的發生。

選煤廠結合各膠帶機的現場實際情況，在701混煤膠帶機選用較先進的風力清掃器。風力清掃器在實際使用時對于相關的參數要求較高，因此需要明確基本的參數標準和規定，通過不斷地實踐，總結精準的參數值，使得煤廠生產效益水平得以保障。

3.1 結構及原理

風壓及高壓風源等均屬于風力清掃器的關鍵組成部分，風管是2根鍍鋅鋼管，通過將風孔合理地設置在側面的區域，一端實現與高壓風源的有效連接，另外一端則是相應的封閉端，需要體現出基本的封閉效果。風孔通常設置為圓形，出風的方向基本是下部膠帶，與膠帶本身的運行方向存在顯著差別，相切于下部膠帶的清掃區域。在啟動相應的清掃器之后，高壓風源會受到一定的影響，伴隨著下部膠帶具體運行方向的作用，可以及時清理膠帶表面粘附的煤炭，使其適當地吹入溜槽內部[10-13]。電磁閥線圈通常能夠與傳感器相互聯系起來，實現科學的控制，保證系統的穩定運行狀態，其中的換向閥需要和高壓風源的控制閥建立起相對密切的聯系。在傳輸設備上合理地設置傳感器，可以有效地控制電磁閥的啟停狀態。風動清掃器工作原理具體為：當皮帶啟動后，電磁閥動作，高壓空氣通過鍍鋅管風孔射出高壓氣流，高壓氣流沿45°角噴射皮帶表面進行粘結物清掃，如圖2所示。也可以根據現場采用人工操控，但由于人工操控與皮帶啟停往往難以同步，容易造成啟動噴嘴被堵塞。

1-皮帶滾筒；2-皮帶；3-空氣過濾減壓閥；4-電磁閥；5-風孔；6-風力主管；7-進風管道

3.2 技術參數

膠帶機風力清掃器被選煤廠合理地運用起來，借助技術試驗的過程確定技術參數，初期風管一般選擇內徑為50 mm的鍍鋅鋼管，出風孔的基本孔徑多在5 mm，孔距40 mm，孔眼和膠帶本身的角度需要設置為40°。為了獲得相對理想的清掃效果，主張在靜止的狀態下，將風管和膠帶間的距離控制在10 mm。因人工操作啟停過程，當膠帶處于開機狀態時，風力清掃器并未及時啟動，從而導致煤泥進入孔眼內部，造成孔眼堵塞。為解決相關問題，技術人員應該在確保技術參數不變的情況下，適當地調整風孔的孔徑，將其設置為2 mm，以此保證基本的清掃效果，妥善地解決相應的煤泥堵塞問題。

3.3 應用情況

膠帶機風力清掃器在實際使用過程中易產生煤塵，為防止煤塵飛起，風力清掃區域采用噴霧降塵，其原理是利用噴霧產生的微粒，由于其極其細小，表面張力基本為零，噴灑到空氣中能迅速吸附空氣中的各種大小灰塵顆粒，達到有效控塵的目的。為使風力清掃器與帶面充分接觸且壓力恒定，在風管前增加穩壓控制系統，用于調整風力的大小，清掃器和膠帶的反向旋轉作用，讓回風管路和前后2套風力吹嘴與馬達本身的出風口合理地連接起來。依照膠帶機實際轉動方向，第1套吹嘴可以發揮出積極的作用，及時將皮帶上附著的大顆粒煤泥清除干凈。第2套吹嘴可以將皮帶殘余煤泥清理到位，使其可以及時地清掃到下料口，直到實現徹底清理的目標[14-15]。

對比傳統的清掃器技術，風力清掃器增加了一級和二級清掃器，使得清掃的效果更加明顯。此外，優化之后的清掃器還設置了風力恒定控制閥，保證了恒力效果，實現了不間斷清掃，能夠在確?；镜那鍜吡Χ鹊耐瑫r，適當強化相應的清掃效果。另外，在運用該類清掃器的過程中，還運用了聚氨酯材料，不會影響到輸送帶，體現出耐磨和耐用的效果。

4 應用效果

石圪臺選煤廠于2019年2月對701混煤膠帶輸送機的清掃器實施了改造。經對比，新安裝風力清掃裝置的使用效果明顯，其優秀的表現更適合用于煤炭運輸。首先，風力清掃裝置有效解決了傳統清掃器因接觸過緊或過松，引起的膠帶跑偏及帶面過快磨損的問題。因此減少了膠帶輸送機因異物引起設備損壞而停產的風險。輸送帶表面沒有與風力清掃裝置直接接觸摩擦從而沒有磨損，相比前2種清掃裝置，大大延長了輸送帶的使用壽命。其次，風力清掃裝置能有效地清掃粘附在輸送帶上的黏性物質，減少了煤炭隨輸送帶的運行粘附在機架或地面上所造成的磨損、污染甚至影響到設備壽命的風險，也減輕了操作工的勞動強度。這種形式的風力清掃裝置，仍然有清掃不夠徹底的缺點，但相比傳統清掃裝置，其清掃質量達到95%以上。同時應用風力清掃器的缺點是需要提供風源，一般選煤廠都有高壓空氣管路系統，可以就近利用，風動清掃器安裝位置和清掃干凈效果如圖3所示。

1-輸送帶；2-驅動滾筒；3-第①道清掃器；4-第②道清掃器；5-氣管及支持裝置；6-溜槽

5 結語

文章詳細地解讀了選煤廠膠帶機風力清掃器的具體使用價值，同時結合其基本特征加以判斷，在明確了具體結構及原理后，使推廣與應用前景更加清晰，為后續合理運用提供可靠的理論支持。風力清掃器的出現大大降低了作業人員的勞動強度，同時還能使選煤企業得到持續穩定健康的發展。但在實際應用中，風力清掃器也存在著部分亟待改進的問題，需結合實際情況加以判斷，促使煤礦的生產效益水平明顯提升，取得相對圓滿的使用效果。