機掘巷道帶式輸送機跑偏機理及預防

高鵬翔

（晉能控股煤業集團大斗溝煤業公司， 山西 大同 037031）

1 大斗溝礦5201 巷概述

晉能控股煤業集團大斗溝煤業公司5201 巷位于同忻三盤區，北東部為山2 號煤層盤區巷，北西部為8202 設計工作面，南東部為8206 設計工作面，南西部為山2 號煤層可采邊界。

5201 巷設計長度為1 179 m，巷道斷面規格為高×寬=3.6 m×5.2 m，從皮帶大巷開口，掘進煤層為山西組2 號煤層，煤體結構簡單，預計煤厚總厚為1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夾矸1～2 層（0.15～0.40 m），煤層走向北西、傾向南東，結構簡單。

5201 巷使用EBZ-260（H）型掘進機掘進一次成巷，沿煤層底板掘進，巷道掘進工序為：交接班安全檢查、準備→校對巷道中線推浮煤巖→（加皮帶）拉滑道伸皮帶→掘進機割煤、運煤→安全檢查→臨時支護→永久支護→掘進機割煤進入下一循環。巷道掘進期間采用SSJ-800 型帶式輸送機運煤，輸送機機頭與盤區帶式輸送機搭接；SSJ-800 型帶式輸送機主要由各類滾筒（卸載滾筒、主副滾筒、導向滾筒、尾滾筒）、各類保護裝置（跑偏、撕帶、溫度、堆煤、煙霧保護）、機頭大架、電機、減速機、H 架、阻燃輸送帶、張緊裝置、儲帶裝置等部分組成；輸送機帶寬為0.8 m，電機功率為40 kW，運輸能力為1 500 t/h；5201 巷帶式輸送機采用雙電機驅動方式，最大運輸距離為800 m。

2 帶式輸送機運輸現狀及跑偏機理

2.1 巷道帶式輸送機運輸現狀

截至目前5201 巷已掘進450 m，由于5201 巷在前期掘進過程中共計揭露四條正斷層，斷層平均落差為0.7 m，平均傾角為52°，受斷層影響巷道煤層內夾矸量增大，且以砂質泥巖為主，受巷道內煤矸及帶式輸送機安裝技術水平、帶式輸送機管理維護等影響，掘進前期帶式輸送機共計發生7 起機電事故，其中斷帶3 起、電機燒毀1 起、H 架倒架3 起，造成經濟損失達30.5 萬元。通過現場觀察發現，導致帶式輸送機事故的主要原因是輸送帶跑偏[1-3]，使輸送帶在運轉方向上受力不均，導致輸送帶出現斷帶現象，同時輸送帶出現跑偏時，輸送帶與托輥、滾筒之間摩擦嚴重，輸送機運行負荷加大，導致輸送帶磨損嚴重、電機燒毀等。

2.2 帶式輸送機跑偏機理

2.2.1 安裝質量不合格

5201 巷帶式輸送機由機掘隊組人員進行安裝，由于安裝人員未進行專業技術培訓，安裝輸送機時隨意性大且安裝前未現場給定輸送機中心線，導致帶式輸送機在安裝過程中輸送機機頭安裝不牢固、輸送機卸載滾筒與尾滾筒軸線不平行等，造成帶式輸送機運轉時輸送帶側向受力不均。

2.2.2 托輥質量不合格

5201 巷掘進量為7.5 m/d，每班掘進前需對帶式輸送機延尾，延尾長度為9.0 m，延尾過程中需安裝三組H 架及上下托輥，而5201 巷內采用的托輥為已掘巷道回收修復托輥，托輥破損嚴重、質量不合格，托輥表面曲徑存在不一致現象，導致在輸送機運輸物料時，托輥對輸送帶產生徑向摩擦力不一致，致使輸送帶朝摩擦力大的一側跑偏。

2.2.3 輸送帶張緊力不合適

5201 巷帶式輸送機每次延尾后由操作工對帶式輸送機張緊力進行調節，傳統人工調節方式不僅勞動作業強度、危險系數高，而且調節精度低；若張緊力不足，帶式輸送機在運輸煤矸時，在煤矸重力作用下輸送帶受力不均出現跑偏；當張緊力過大時，在物料作用下很容易出現斷帶事故。

2.2.4 輸送帶接頭不合格

5201 巷帶式輸送機每延一次機尾需加一節皮帶，皮帶與皮帶之間采用機械連接，輸送帶在對接過程中由于操作人員對兩側輸送帶對接不嚴，導致輸送帶連接后存在錯位現象，輸送機在運轉時不合格的輸送帶接頭在托輥摩擦作用下產生側向應力，輸送帶朝應力一側跑偏，并伴隨著撕帶現象。

2.2.5 卸料不均

卸料不均是造成帶式輸送機跑偏的主要原因，當相鄰兩部輸送機搭接時，且搭接點存在高差時，上輸送機物料在卸載過程中對下水平輸送帶產生沖擊作用力，沖擊作用力在水平、垂直方向存在一個分力，若水平分力指向輸送帶兩側時，輸送帶出現跑偏。

3 帶式輸送機跑偏預防措施

為了提高帶式輸送機運行穩定性，控制帶式輸送機跑偏現象，機掘隊決定對5201 巷SSJ-800 型帶式輸送機采取若干項預防措施。

3.1 提高輸送機安裝工藝

為了保證輸送機安裝后平直且穩固，帶式輸送機安裝前需對輸送機安裝底板浮煤進行清理，并對松軟底板進行硬化；輸送機在安裝時需對機頭部進行施工，機頭采用四根地錨固定，保證機頭安裝后牢固可靠；輸送機安裝時必須由地測科現場給線，保證輸送機安裝后機頭卸載滾筒與尾滾筒平行，且與輸送帶中心線垂直。

3.2 加大輸送機檢修力度

帶式輸送機安裝后必須定期對帶式輸送機易損部件進行檢查，特別是輸送機托輥，嚴禁使用破損、變形、斷裂托輥，并定期更換；檢修人員應每班對輸送機電機與減速機連接部位潤滑情況、磨損情況進行檢查，發現連接軸承變形時及時更換；定期對輸送機機頭、機身及機尾部連接部位進行檢查，確保輸送機運行穩定。

3.3 安裝自動張緊裝置

為了解決傳統輸送機張緊方式不合理、勞動強度大、安全系數低等技術難題[4]，決定對5201 巷帶式輸送機安裝一套自動液壓張緊裝置，該裝置主要由聯鎖開關、PLC 控制器、激光掃描儀、重力感應裝置、各類游動車等部分組成，如圖1 所示。自動張緊裝置根據運輸物料重量實現輸送帶張緊自動調節作用，具有自動化水平高、張緊調節精度效果好及安全系數高等優點。

圖1 帶式輸送機自動張緊裝置結構示意圖

3.4 優化輸送帶對接工藝

輸送帶在對接前應將對接輸送帶剪切平整，對接平面應與輸送帶中心線垂直。為了避免傳統機械對接時對接不平整，對接后接口處存在鼓起現象，加大輸送帶磨損等現象，決定采用熱硫化的方式進行輸送帶接口對接，從而有效提高接口對接水平。

3.5 降低煤流沖擊作用力

為了解決相鄰兩部輸送機對接處存在煤流卸載時沖擊跑偏現象[5]，決定對機頭處安裝煤流緩沖裝置。該裝置主要由金屬外殼和柔性接煤平臺組成，如圖2 所示。當煤流進入緩沖裝置后，通過與柔性接煤平臺相互撞擊，達到降低煤流速度的目的，保證煤流平穩進入下水平輸送機。

圖2 帶式輸送機煤流卸載緩沖裝置結構示意圖

4 結語

2020 年5 月大斗溝礦機掘隊對5201 巷帶式輸送機采取防跑偏措施，截至2020 年9 月通過4 個月實際應用效果來看，帶式輸送機采取防跑偏預防措施后，5201 巷在后期回采過程中共計發生3 次斷帶事故，其中有1 次是因輸送機跑偏造成的。與前期回采相比，輸送機跑偏事故率降低了87%，預計全年可減少輸送機維修費用達27.8 萬元，有效保證了機掘巷道安全高效掘進，取得了顯著應用成效。