管狀皮帶在正利煤業選煤廠的運用研究

張志勤

（山西焦煤集團嵐縣正利煤業有限公司， 山西 呂梁 033500）

引言

正利煤業選煤廠是一座原煤入洗能力200 萬t/a 的現代化選煤廠，在建廠初期由于其條件限制，選煤廠排矸采用汽車外運方式處理矸石，因運矸道路爬坡較多，受天氣因素影響較大，如遇雨雪天氣，甚至有可能制約生產。為此，正利煤業選煤廠探索安裝了管狀皮帶排矸系統，通過實踐，已成功運用。

1 原排矸系統及其特點

1.1 原排矸系統簡介

正利煤業選煤廠在建礦初期，建成了動篩車間，原煤通過膠帶輸送機運至動篩車間，通過原煤分級篩進行分級，篩下末原煤（-50 mm）直接出廠，篩上200～50 mm 塊煤進入淺槽分選機排矸，分選出塊精煤和塊矸石兩種產品，塊矸石通過脫介篩脫介脫水后，直接到動篩車間，通過汽車拉運，運到矸石山進行覆蓋掩埋處理。

1.2 原排矸系統特點

原有排矸系統由汽車外運到矸石山進行掩埋處理。存在鏟車裝車司機精力不集中，發生碰撞事故；汽車運矸需經過省道S217，該地段拉煤車較多，存在不安全因素；且運矸道路坡度較大，遇雨雪天氣，便不能運矸，制約著生產；汽車外運時，煤矸石裸露于空氣中，易造成揚塵，污染空氣環境；汽車外運成本較高，違背精益化管理及經濟效益原則。

2 正利煤業選煤廠管狀皮帶排矸系統

鑒于正利煤業選煤廠汽車外運排矸存在安全隱患多、成本高、環保制約及運輸力量有限等諸多不利因素，領導高度重視，經多次討論，確定了建立管狀皮帶排矸系統。該管狀皮帶排矸系統工程全長約1km，設計管徑為250 mm，帶速為2.5 m/s，輸送量為400 t/h[1]，具有密閉輸送、節能環保、運行可靠、安全性高、集中控制等優點，是安全工程、環保工程，更是效益工程，從根本上解決原有汽運排矸所帶來的安全隱患和環境污染問題。

2.1 管狀皮帶結構及工作原理

2.1.1 管狀皮帶結構

管狀皮帶在結構上包括了普通皮帶的機架、傳動滾筒、輸送帶、張緊裝置、驅動裝置、托輥、清掃裝置、安全裝置等部件，不同的是，管狀皮帶在過渡段安裝了一定間距的正六邊形托輥組，且過渡段的長度及其槽型托管組的布置形式也不同，每一組槽型托輥的角度和寬度都隨著輸送帶的變化，每組托輥的輪廓線與輸送帶在任意斷面上的形狀吻合，使托輥起到支撐作用。

2.1.2 管狀皮帶工作原理

管狀皮帶工作原理與普通皮帶輸送機相同，都是通過驅動電機和減速器帶動滾筒轉動，滾筒和輸送帶支間的摩擦帶動皮帶運動，其中支撐輸送帶的托輥組起著支撐輸送帶和減少摩擦的作用。不同的是，管狀皮帶在尾部受礦后，經過渡段被特設的六邊形托輥組強制將皮帶卷成圓管狀，將煤炭等散料包裹起來輸送，到頭部過渡段再逐漸展開成槽形，直到頭部卸礦。

2.2 管狀皮帶排矸系統主要優點

1）從安全角度說，該系統有效規避了盤山公路坡大、彎急、溝深的安全風險，克服了雨雪天氣排矸可能造成的頂庫、停產因素。

2）從環保角度說，該系統能最大限度減少排矸公路沿線灰塵的拋灑，保證了矸石不落地，避免了固體廢棄物堆積及污水外流，有效保護了工業場地自然環境，建立了生態建設與經濟發展之間的良性循環機制，形成最大化生態效益、經濟效益和社會效益的路徑，為企業綠色發展增添動力。

3）從效益角度說，排矸管狀帶投用以后，每年可節約排矸運費200 萬元以上。運煤排矸管狀皮帶從選煤廠6 號轉載點（707 皮帶機尾）為管狀帶起點，矸石山驅動機房707 皮帶機頭為管狀帶終點。降低了汽運倒矸費用，達到降本增效的目的。

3 正利煤業選煤廠管狀皮帶排矸系統的創新點

超越60°的傾角，實現管狀帶終點與排矸點無縫銜接是最大的創新點。為此，相關領導多次召開現場工作會，在充分論證的基礎上，最終確定利用廢舊瓦斯抽放管做矸石管道的溜槽，并在溜槽中間每隔10 m 設置了檢查口，檢查口既可以看管道溜矸石的磨損程度，又可以進行管道疏通，便于維修管理。此舉措不僅實現了皮帶與落矸點的無縫銜接，而且可盤活了舊資產、增加更換靈活性，更為礦井節省費用80 余萬元[2]。

4 管狀皮帶常見故障及處理方法

4.1 管狀皮帶的跑偏調整

管狀皮帶跑偏是最常見的故障，多數是因為皮帶連接不正、皮帶漲緊力不夠、皮帶松弛、皮帶運行中振動及皮帶中心線與滾筒、托輥軸線不垂直引起的。因此，處理皮帶跑偏一般通過調整漲緊絞車裝置、防跑偏托輥及驅動驅動滾筒和改向滾筒位置等處理跑偏。

4.2 管狀皮帶的反包處理

管狀皮帶的反包一般發生在過渡段，在皮帶形成圓管的過程中，由于皮帶壓帶輪的安裝位置不合理，引起皮帶兩邊重疊方向進行調換。嚴重時會導致皮帶扭曲或托輥支架變形，甚至皮帶損壞。因此要通過調整皮帶過渡段的壓帶輪來處理皮帶反包。

4.3 皮帶扭曲的處理

管狀皮帶除了上述的反包會引起扭曲外，皮帶在空載狀態下運行時，管狀皮帶的輸送段會因為重心在上方而出現“頂重”狀態，這種狀態皮帶容易發生扭曲。通過將受力較大托輥的支架和窗式框架底板之間插入一塊4～10 mm 方斜墊片，使托輥傾斜一定角度，可適當緩解扭曲。

4.4 管狀皮帶折疊后的恢復

管狀皮帶在的折疊現象一般發生在驅動動滾筒上，是因為皮帶的嚴重扭曲導致皮帶機頭段的壓帶輪不起作用，而造成皮帶未展開就進入滾筒內。一般通過正轉或反轉皮帶能處理皮帶疊帶。

4.5 管狀皮帶的夾帶撕邊處理

管狀皮帶的夾帶一般在發生在托輥組相鄰的兩個托輥之間，由于兩托輥形成夾角，皮帶會夾入其中，長時期不處理會磨損皮帶，甚至撕裂皮帶。通過實踐表明，在易夾帶的部位加裝托輥能有效避免夾帶撕邊。

4.6 管狀皮帶的張緊調整

管狀皮帶的張緊調整與普通皮帶輸送機相同，都是通過張緊絞車牽引或調整配重塊來實現，一般以確保膠帶與頭部驅動滾筒間不打滑為宜。

4.7 管狀皮帶的過載爆管

管狀皮帶一般管狀皮帶密封管筒內的填充率為75%，一旦填充率超過95%以上，由于煤流的不均勻性，就很容易發生爆管現象。因此避免爆管就要在控制管狀皮帶的過載上下功夫，既在管狀皮帶機尾下煤斗出口加裝一臺限量器，通過調整限量器角度，有效控制管狀皮帶過渡段的煤量。當遇到瞬時大量煤下放時，限煤器發揮作業，控制煤流的放出量，迫使其均勻放出，避免因煤流在密閉管狀帶內過載而造成爆管現象。

4.8 接頭處斷裂處理

管狀皮帶接頭是膠帶中最薄弱的環節。在生產現場接口時由于受到客觀條件的限制和各種人為的或非人為因素的影響，膠帶接頭強度最高時僅能達到其他部位的75%～80%，且一般都遠低于此。為此，通過適當增加接頭的粘接面積，并嚴格按照管狀皮帶硫化規程作業硫化皮帶，確保接頭達到使用強度。

5 結語

通過半年的實踐運用，正利煤業管狀排矸系統與其他方式排矸相比，體現出密閉輸送、節能環保、運行可靠、安全性高、集中控制等多項優點，徹底消除了該選煤廠汽車外運排矸的安全隱患。

管狀皮帶的密閉輸送，具有極好的環保性；大傾角輸送物料，大大減少了設備安裝占地面積；靈活的工藝布置，在轉彎處實現了多向轉彎，減少了物料的轉運環節，有效降低了運輸成本，實現了精益化運輸。適合于多皮帶接續運輸、大傾角運輸及環保要求較高的皮帶運輸作業中推廣應用。