膠帶輸送機撒煤原因分析及整治

史先武,白生武

（窯街煤電集團有限公司，甘肅 蘭州 730084）

金河煤礦隸屬于窯街煤電集團有限公司，位于蘭州市紅古區窯街鎮，設計產能120萬t/a。全礦膠帶輸送機主要有采掘工作面可伸縮膠帶輸送機、采區主要運輸大巷固定式膠帶輸送機、井筒原煤運輸強力膠帶輸送機、地面選運系統固定式膠帶輸送機。2013年開始掘進工作面運煤設備由刮板輸送機替換為膠帶輸送機運輸，2020年井筒原煤運輸強力膠帶輸送機更換為永磁電機提速運輸，通過采掘工作面、井筒原煤運輸系統優化，雖然運煤速度提高、運量加大，但輸送帶撒煤問題一直較為嚴重。多年來綜采（放）工作面多級斜巷膠帶輸送機運煤，上下山、連續斜巷、多級緩坡的凹凸曲線輸送帶布置，造成膠帶跑偏撒煤尤為突出。因此對膠帶輸送機撒煤原因分析及整治勢在必行、意義重大。

1 撒煤原因分析

1.1 運輸能力原因分析

膠帶輸送機運輸能力小于上一級運輸設備運輸能力，輸送帶長期過載，膠帶輸送機單位長度堆積煤渣多、機尾段溢煤撒落。綜采（放）工作面進風順槽SZZ764/160轉載機與DSJ100/55/2×75膠帶輸送機搭接，轉載機輸送量900 t/h、膠帶輸送機輸送量550 t/h，轉載機運煤落在膠帶輸送機機尾，膠帶輸送機機尾搭接部位承受煤量大，不能有效拉運，機尾密架段溢煤落至底皮帶堆積，隨機尾滾筒倒卷，且受密架滑靴大架阻擋清煤不易，上皮帶運煤不暢溢煤、底皮帶卷煤循環撒落。

1.2 凹凸曲線布置原因分析

膠帶輸送機凹凸輸送帶區間曲率半徑較小[1]，運轉中膠帶懸空，膠帶離開了槽形托輥，輸送帶槽角變小，使部分煤渣撒出。煤巷掘進為綜采（放）工作面準備巷道，近年來為提高掘進運煤速率，運煤設備由SGB620/55刮板輸送機替換為DSJ100/55/2×75膠帶輸送機，運煤能力由40 t/h提高至550 t/h，但運煤過程輸送帶受巷道上下山影響，輸送帶傾斜、凹弧曲線、凸弧曲線、凹凸曲線布置，輸送帶飄帶懸空、運轉跑偏，容易造成撒煤、落煤、積煤。

如圖1所示，膠帶巷凹槽低洼處兩端由于上、下山坡度較大和運載原煤重力作用,膠帶輸送機重載運轉時,上層膠帶在靠近機頭的上山段運行時,速度較正常速度小,而在靠近機尾的下山段運行時,上層膠帶速度較正常速度大,從而導致膠帶輸送機下層膠帶被較大的張力張緊,下層膠帶部分地段磨到膠帶輸送機上托輥架,上層承載的膠帶在凹槽低洼處附近變得松弛、折疊堆積[2],出現嚴重的撒煤現象。

圖1 凹弧曲線布置輸送帶

1.3 其他原因分析

膠帶輸送機機頭、機尾倒卷煤及斜巷底皮帶運轉帶煤撒煤；煤倉、溜煤眼等轉載點，機尾擋煤板鋼板距受料點膠帶較遠，導致橡膠板較長，使煤沖出擋煤板；機身、滾筒中心線安裝時不在同一條直線上造成的膠帶跑偏撒煤；落煤點不正造成的膠帶跑偏撒煤；槽形托輥安裝時不在同一水平造成的膠帶跑偏撒煤。

2 膠帶輸送機撒煤問題整治

2.1 提高搭接輸送帶運輸能力

膠帶輸送機運輸能力小于上一級運輸設備運輸能力的問題存在已久，根據采掘工作面膠帶輸送機搭接現狀適當進行運輸能力調整，同時優化采掘工作面膠帶輸送機與主大巷膠帶輸送機運輸搭接運輸能力，達到采掘工作面、主大巷膠帶輸送機搭接運輸能力同步調整。

（1）綜放工作面進風順槽DSJ100/55/2×75膠帶輸送機更換為DSJ100/75/2×75膠帶輸送機，輸送量從原來550 t/h提高至750 t/h，且膠帶輸送機機尾段安設機尾自移裝置推移機尾密架隨推采進度前行，同時搭接部位設置擋煤設施，既根治與工作面轉載機搭接溢煤撒煤問題，又徹底解決膠帶輸送機機尾底皮帶卷煤周轉撒煤問題。

（2）1 496水平主大巷膠帶輸送機承接1 530水平綜放工作面回采、1496水平掘進工作面綜掘原煤運輸，同時為采掘工作面膠帶輸送機搭接運煤，受運輸能力限制輸送帶撒煤問題比較嚴重。按照運輸能力公式Qt=3 600S×k×v×ρ測算[3（]其中:Qt為輸送量，t/h；S為槽型輸送帶上堆積煤渣的最大截面積，m2；v為輸送帶速度,m/s；ρ為輸送散狀物料的堆積密度,t/m3；k為膠帶輸送機傾斜系數），在輸送機凹凸走向不變、傾斜系數一定時，只有提高帶速才能提高運輸能力。為提高1 496水平主大巷膠帶輸送機搭接運輸能力，原驅動滾筒電機由2×75kW更換為2×132kW永磁滾筒電機，帶速提高至3.15m/s，運輸能力提高至1 012 t/h，有效地解決了搭接運輸能力不足的問題。

2.2 曲線布置輸送帶弧度調整

膠帶輸送機斜巷凹凸段撒煤問題，根據膠帶輸送機布置現場實際主要有以下幾種解決實例：

（1）挖搗皮帶槽調整膠帶走向趨于水平，應用于輸送帶與行人運輸巷道交叉且凹凸輸送帶布置情況，徹底根治凹凸輸送帶運轉撒煤問題。2017年1 530延伸巷膠帶輸送機從煤倉上口至16213-1回風順槽口區間運轉，在1 530南運輸口凹凸弧曲線布置，膠帶運轉跑偏飄帶撒煤嚴重，挖搗皮帶槽水平布置，皮帶槽上方鋪設鋼板、混凝土搗制形成底板，既解決膠帶輸送機運轉撒煤問題，又解決穿越膠帶上方行人行車問題。

（2）增設運轉膠帶輸送機，適用于多級斜巷緩坡輸送帶布置情況，可減少輸送帶凹凸變化運行區段，有效減少撒煤落煤。如圖2所示，2018年17204-1工作面進風順槽四級斜巷布置一臺膠帶輸送機，第一、二、三級斜巷緩坡上山，第四級斜巷下山，四級斜巷膠帶凹凸曲線變化大，輸送帶飄帶、重負荷運轉跑偏極易撒煤。根據輸送帶一級斜巷55 m（20°）—二級緩坡25 m（5°）—三級斜巷130 m（10°）—平巷36 m—四級斜巷33 m（-15°）的變化情況，在第二級緩坡上變坡點增設第二臺膠帶輸送機，選擇此位置一是隨推采進度四級斜巷逐漸消失，三級斜巷距離長，在此段幾乎傾斜布置運煤，撒煤相對較少；二是第一、二級斜巷坡度變化大凹凸曲線曲率半徑小易撒煤，二、三級斜巷坡度變化比一、二級斜巷坡度變化小，二級緩坡區間安設搭接輸送帶較合理。二級緩坡增設第二臺膠帶輸送機既解決長距離凹凸變化運煤撒煤問題，又緩解重負荷運煤設備良好運轉問題。

圖2 17204-1工作面進風順槽膠帶輸送機示意圖

（3）抬高機架高度，運用在凹曲線輸送帶布置情況，通過提高輸送帶凹槽段運轉水平高度、增大輸送帶曲率半徑、減小運轉膠帶槽角、減少輸送帶凹凸變化，控制撒煤落煤。如圖3所示，2019年1495延伸巷二臺膠帶輸送機斜巷段坡度24°，下平巷36 m機架架設抬高架，機架由原來1 200 mm抬高至2 400 mm，斜巷與平巷凹槽夾角由156°增大至170°，既解決膠帶輸送機運轉撒煤問題，又解決穿越膠帶下方行人行車問題。

圖3 1495延伸巷二臺膠帶輸送機示意圖

2.3 其他

膠帶輸送機機頭、機尾為避免上皮帶溢煤、底皮帶倒卷煤、皮帶兩側撒煤，在機頭、機尾段底皮帶安設清掃器，清掃器側挖到積煤坑，使刮擋底皮帶煤渣落入積煤坑；在上變坡點以下安設清掃器，清掃器側挖到積煤坑，底皮帶運轉帶煤落入積煤坑，解決斜巷底皮帶運轉帶煤撒煤問題。2021年主運輸大巷、采掘工作面膠帶輸送機安設清掃器23組、挖搗積煤坑17個，有效控制了撒煤清理問題。

3 具體措施

（1）膠帶輸送機在選型時一定要考慮上一級和下一級運輸設備的運輸能力，選用與其運輸能力相匹配的膠帶運輸機，避免膠帶輸送機運輸能力小于上一級運輸設備能力造成的撒煤。提高膠帶輸送機運輸能力的主要途徑有增加帶寬和提速，由于現有井下寬度限制，目前行之有效的措施只有提高帶速。

（2）解決凹凸段撒煤就必須在巷道設計階段應盡可能地采用較大的凹凸段曲率半徑。根據凹弧段最小曲率半徑R≥S/q公式推導（其中：S為凹弧段輸送帶最大張力，kg；q為每米輸送帶自重，kg/m），在某位置輸送帶張力一定、同一材質單位輸送帶自重一定的情況下，凹凸段使用抬高架過渡或增設可調高支腿，避免飄帶撒煤的發生；調整膠帶輸送機膠帶的松緊程度，避免膠帶張力過大發生飄帶；加裝膠帶輸送機壓帶裝置，徹底解決皮帶機凹段飄帶情況。膠帶材質由整芯PVG聚氯乙烯帶更換為DPP芳綸織物芯帶，輸送帶覆蓋膠厚度增加，單位輸送帶自重提高，使用同一抗拉強度膠帶、相同凹凸段同一張力位置，飄帶抬高曲徑變小，撒煤量減少。凹段曲率半徑應保證在任何工況下膠帶都不脫離托輥，杜絕或消除死彎、過渡不平滑、突然起底等現象。

（3）膠帶輸送機安裝時敷設中心線，輸送機中心線垂直度不超過2/1000，避免機身、滾筒中心線安裝時不在同一條直線；膠帶輸送機安裝時必須敷設巷道腰線，輸送機水平偏差不超1.5/1 000，杜絕槽形托輥安裝時不在同一水平；膠帶輸送機在安裝過程中機架的中心線的直線度在任意25 m范圍內不應超過5 mm，同一平面上（水平或傾斜面）或者在 一個公共半徑的弧面上相鄰三組托輥的上表面高低錯差不大于2 mm,伸縮和吊掛式不大于3 mm。膠帶輸送機調試運行期間調整好輸送帶落煤點在輸送機的中線上。

（4）膠帶輸送機機頭清掃器應加設兩道，一道為安裝在卸載滾筒上的直板清掃器，一道為安裝在卸載滾筒與驅動滾筒之間底皮帶的框式清掃器，清掃器與皮帶接觸長度不小于皮帶寬度的4/5。機尾受料架底皮帶上方安裝斜板清掃器，斜巷上變坡點以下位置底皮帶安設斜板清掃器，凡安設清掃器的斜板側挖搗積煤坑，積煤坑尺寸根據輸送帶機架與軌道位置或其他現場條件確定。

（5）膠帶輸送機各搭接點必須設置導料槽，導料槽的長度可按1.2 倍的帶速計算，最小長度不得小于1.5 m。導料槽擋煤板鋼板下沿距離皮帶表面距離不得大于100 mm，橡膠裙板與鋼板結合緊密，與膠帶接觸長度無縫隙。導料槽底口的寬度應為皮帶寬度的2/3。不得大于輸送帶寬度的4/5。在巡檢過程中如果發現有橡膠裙板損壞要及時進行更換。

（6）膠帶輸送機加裝自動糾偏托輥，每隔10 組應安裝1組糾偏托輥，調整皮帶機跑偏；回程托輥每隔6 組應安裝1組糾偏托輥，調整下帶跑偏。推廣應用V 型前傾下托輥、螺旋形下托輥。

4 結論

通過對搭接膠帶輸送機運輸能力不足溢煤、凹凸輸送帶布置撒煤、膠帶輸送機機頭機尾轉載點落煤及機身與滾筒安裝、落煤點設置、槽形托輥安裝等撒煤問題的分析，列舉近幾年搭接設備運輸能力調整、挖槽變緩坡度、增設設備承接曲弧過渡、抬高機架變更凹凸布置輸送帶曲徑、機頭機尾及變坡段設置積煤坑回收落煤整治實例，提出膠帶輸送機運輸設備選型、凹凸段設計、敷設技術要點、清掃器積煤坑設置、搭接點導料槽配備、自動糾偏托輥加裝等持續改進措施，有效解決膠帶輸送機撒煤問題。