礦用皮帶自動循環清洗和推煤裝置的設計應用

候建國

（晉能控股煤業集團公司云崗礦 山西 大同 037000）

0 引言

由于近年來礦井生產原煤含水量大，機頭底皮帶運行中經常出現拉循環煤現象。直接導致皮帶與拖輥摩擦系數增大，造成了較為嚴重的皮帶劃傷和磨損，直接降低了各部皮帶和托輥的使用壽命。在此情況下，根據實際情況，著重針對皮帶經常拉循環煤增加員工勞動強度和用水沖洗煤泥形成的二次欻煤風險隱患的課題開展了本創新設計的研究，最終形成了今天的設計和應用。

1 概況分析

通過對皮帶機道調研發現，主要有以下幾方面特殊危害和影響設備使用壽命等安全生產成本增加的因素存在：

（1)水煤泥問題突出時造成皮帶與托輥的摩擦阻力增大，直接的后果是磨損和劃傷皮帶膠面，降低了膠帶的抗拉強度和使用壽命。（按出廠要求：強力皮帶表面的膠層正常接觸情況下可以保持9至11年，如果受水煤泥和煤粉塵的影響一旦增加了摩擦系數和劃帶的次數，最多維持在3～5 年，單層膠面由原來的8 mm～9 mm因摩擦系數的增大和磨損次數的增多而快速的減少至4 mm～5 mm。直接降低了強力膠帶的抗拉強度和使用壽命；

（2）機道拖輥受水煤泥侵蝕后，快速生銹和損壞。或者，因為拖輥的摩擦系數增大，很快將拖輥的筒皮磨薄、撕裂后劃傷皮帶，造成設備無法正常旋轉運行（其中至少有10%的拖輥是受侵蝕影響而生銹和損壞的）。目前的機道內拖輥按現有采購條件和采購質量正常使用壽命來說，平均在6個月左右。但，眼下由于水煤泥的侵蝕，拖輥的油封質量也一般，水進入拖輥軸承后油水混合，直接降低了其使用壽命。通常情況下，進水后的拖輥最多使用2～3個月便出現了筒皮與軸承分離，筒皮在軸上空轉的情況，出現上述情況必須及時更換，否則直接的后果就是劃破皮帶，給生產運行帶來重大安全隱患；

（3）皮帶頭因撒煤造成整條巷道的粉塵問題，顆粒物明顯增多。通過選擇性調查發現（按長度3 200 m、寬度1.2 m 皮帶煤量最大時正常運行后，通過選擇10段1 m2皮帶為取樣標識區。同時，按每平方米截留的干煤粉計算，10段取樣區域平均1 m2/h可刮下將近0.2 kg 煤粉，0.2×3 200×1.2×70%=537.6 kg，全皮帶巷每小時即可產生近約537.6 kg煤粉。直接的影響是各部件的磨損和腐蝕問題增加。間接的問題是空氣中的煤粉塵增加，員工的自然呼吸受到了嚴重影響。同時，給防粉塵工作也增加了很大的工作難度；

（4）皮帶頭及巷道內因原煤含水量大，附著在皮帶上的煤泥較多，皮帶清煤器膠板消耗很快，平均20 天就需更換一次。煤泥的堆積也相當快。遇水煤泥大時，每班12小時即可產生1噸左右，造成了拉循環煤和撒煤后，員工清理工作量加重(原來每班1 名員工清理，現在每班3名)清理成本增加，按兩班計算，每班多加2名員工，工資每月為6 000元，每月增加成本：2×2×6 000=24 000 元，全年就增加費用288 000 元人工費用，相當于整套裝置費用的近1.5倍；

（5）皮帶頭因原煤含水量大，膠帶附著的煤泥較多，皮帶頭部清煤器清理出的煤泥很快就能將機頭底部的托帶滾筒堆疊覆蓋。給安全生產帶來極大的隱患。同時，由于煤泥快速堆積，造成了人工難以快速清理和用水沖洗的兩難管理局面。因此，對煤眼下方主斜井皮帶帶來了極大的水煤泥流欻煤事故安全隱患。

2 采取的技術設計

2.1 循環清洗裝置設計

加工過濾槽、過濾池、沉淀池和儲水池，并完成對過濾池內部的其他附屬配件、機構的設計和加工，使之成為成套的過濾裝置設備；選配合適的水泵和設計合理的管線進行分布和安裝固定，完成對供水和循環水的有效控制；經過二道清煤器處理后，設計一道專門進行清洗、旋轉甩干的裝置對皮帶進行清洗甩干作業；因為皮帶帶速較快，清洗甩干作業不能將皮帶徹底甩干。所以，后方加一套暖風裝置。以便更好的將皮帶上的水分子烘干，防止皮帶出現打滑。

2.2 電控推煤裝置設計

加工專用推煤槽和可移動式齒軌，通過連接裝置連接后形成了專門的推煤機機架；設計一對專用滾動式齒輪和滑輪懸掛機構，以供可移動式齒軌進行直線往復式運動的推煤泥工作；加工用于安裝減速機和電機的一個小型機架和使用6 mm 厚鐵板平整了所清理區域的地面；通過對推煤受力程度的考慮，選用小型4.5 kW電機和減速器，以及驅動和限位裝置[2]。

2.3 設備運行流程設計

如圖1所示，首先皮帶開機運行，再由清煤器清理煤泥，然后電控“推煤機”將堆積煤泥提前推入煤眼，噴淋器進行清洗，再由刷輥旋轉清洗，清煤器二次清理皮帶，甩干器旋轉甩干，暖風機進行烘干作業，過濾槽滲水，滲水過濾池經二次過濾進入沉淀池，沉淀池水進入凈水槽，水泵從凈水槽循環抽水清洗，凈水槽缺水可從外部加水，依次循環推煤、清洗和甩干工作[3]。

圖1 皮帶循環清洗系統示意圖

3 實踐應用效果分析

皮帶循環清洗裝置的應用具有較強先進性以及創新性：

（1）推煤裝置的使用減輕工人的勞動強度，排除因人工清理開機皮帶煤泥造成的安全事故隱患；

（2）排除人為用水清洗煤泥落入主斜井皮帶煤眼后，造成的二次煤泥流欻煤安全事故隱患；

（3）皮帶自動循環清洗、甩干系統裝置的使用，充分減小設備運行產生的摩擦損害程度；

（4）強力膠帶的使用壽命系數可有效提高30%以上，皮帶拖輥的使用壽命系數可增強20%以上。

4 結語

本技術設計提高了原煤的運輸效率，降低了員工的勞動強度，皮帶機設備、配件的使用壽命明顯得到延長，維護工作量得到了充分降低。充分實現了節能降耗的現實價值和實際意義。同時，排除了礦井原煤運輸中的安全隱患。