礦用帶式輸送機清掃裝置優化改進

張紅鎖

（山西焦煤霍州煤電店坪煤礦，山西 呂梁 033102）

1 概述

店坪煤礦隸屬霍州煤電集團呂梁山煤電公司，3021 巷位于三采區中部，巷道從東部皮帶巷開口施工，西部為實煤區，南部為302 工作面回采煤層，北部為3031 巷。

3021 巷沿3#底板掘進，巷道掘進長度為1400 m，斷面規格為寬×高=4.0 m×3.0 m。3021 巷采用EBZ200 型掘進機掘進，單茬掘進深度為1.0 m。巷道內安裝一部SSJ-100 型帶式輸送機，機尾安裝6 節雙軌，轉載機機頭通過游動車與軌道活動連接，機頭與盤區帶式輸送機搭接，機頭打架后方安裝8節伸縮裝置，主要用于輸送機儲帶、皮帶延伸等。SSJ-100 型帶式輸送機最大運輸量為250 t/h，時速為3.0 m/s，輸送機采用40 kW 雙電機驅動，單部輸送機設計最大運輸行程為800 m。

2 帶式輸送機運輸現狀及問題分析

2.1 原清煤裝置結構及安裝位置

1）3021 巷帶式輸送機運輸過程中在機頭及輸送機中部分別安裝清煤裝置，對輸送帶表層附著的煤泥進行清理。機頭安裝一套重錘式清煤裝置，主要對帶式輸送機上輸送帶煤泥進行清理；每隔200 m 在下輸送帶上表面安裝一套V 型清帶器，主要對下輸送帶上表面煤泥進行清理。

2）重錘式清帶器安裝在卸載滾筒下方，主要由U 型固定架、清煤皮帶、重錘等部分組成。U 型固定架固定在卸載滾筒兩側，清煤皮帶安裝在固定架中部，通過重錘吊壓作用與卸載滾筒下方皮帶接觸，從而實現清煤作用。V 型清帶器主要由V 型鋼架和清煤皮帶組成，V 型架安裝在H 架腿兩側。

2.2 輸送機清煤現狀

由于3021 巷掘進的3#煤層屬于石炭系煤層，煤體穩定性差，結構復雜，掘進機破煤后煤體破碎嚴重，在掘進機以及巷道噴霧降塵作用下，原煤中含水率高，煤流中存在大量煤泥，并吸附在輸送帶表層上。通過現場觀察發現，輸送帶上表層附著煤泥量比下表層大且清理難度大。

3021 巷在前期掘進過程中帶式輸送機受煤泥影響，輸送機出現嚴重打滑、跑偏現象，發生4 起輸送帶跑偏撕帶事故，1 起輸送機電機燒毀事故，直接經濟損失達17.9 萬元。

2.3 原清煤裝置主要存在的問題

1）安裝數量有限。傳統輸送機安裝的重錘裝置結構簡單，主要安裝在卸載滾筒下方，每部輸送機安裝一套，安裝數量少，適用性差。

2）自動化水平低。傳統重錘式清煤裝置只能對輸送帶煤泥清理，清理后煤泥需人工清理，人工清理煤泥工作量大，裝置整體自動化水平低。

3）清煤效果差。重錘清煤裝置利用重力作用使清煤皮帶與輸送帶接觸實現清煤，但是清煤皮帶長期磨損下與輸送帶間存在間隙，降低了清煤效果；而且清煤皮帶磨損到一定程度時清煤皮帶固定鋼板很容易與輸送帶接觸，對輸送帶產生磨損破壞。

3 帶式輸送機清掃裝置優化改進

為了解決傳統重錘式清掃裝置存在的主要問題，提高帶式輸送機清煤效果，店坪煤礦對3021巷帶式輸送機清煤裝置進行優化改進，設計了一套具有集塵功能的自動清煤裝置[1-5]。

3.1 自動清煤裝置結構

1）優化后的清煤裝置主要由固定架、清煤刷、進料裝置、箱體、高壓噴霧裝置以及集控系統等部分組成，如圖1。

圖1 帶式輸送機集塵過濾清煤裝置結構示意圖

2）固定架采用直徑為30 mm 圓鋼焊制成“L”型結構，每組兩個且對稱固定在帶式輸送機上托管架下方。在固定架兩側分別安裝滑環、讓壓彈簧、調節螺母，在兩個滑環之間焊接安裝一個清煤刷。清煤刷采用橡膠材質，與下輸送帶下表面接觸。

3）在兩個“L”型固定架中部安裝一個進料口，進料口上部為圓形、下部為錐形，進料口直徑0.8 m。在進料口處安裝一塊直徑為0.8 m 篩板，篩板采用鋼板焊制而成，篩板表面焊制若干個直徑為5 mm圓孔，主要用于阻擋大塊矸石進入金屬箱體內。

4）箱體主要采用鋼板焊制而成，箱體規格為長×寬×高=0.5 m×0.5 m×0.8 m，箱體中部安裝過濾板將箱體分為集塵箱和集水箱。過濾板采用過濾棉結構，主要對煤泥水進行過濾。可通過箱體調節桿調整過濾板斜角，斜角調節范圍為15°～45°。箱體右側布置一個卸料口。

5）在集水箱底部安裝一臺風動潛水泵，通過高壓膠管與安裝在清煤刷前方0.5 m 處高壓噴霧裝置連接，高壓噴霧裝置主要由中空噴霧固定架和高壓噴頭等組成。高壓膠管與中空噴霧固定架連接，高壓噴頭安裝在固定架上，共計8 個高壓噴頭。

6）集控系統主要由浮球水位監測儀（1#）、PLC 控制器、電控閥門等組成。浮球水位監測儀安裝在箱體底部，主要監測低水位，監測水位高度為0.2 m。水位監測儀、電控閥門分別與PLC 控制器連接。

3.2 清煤工作原理

1）自動清煤裝置安裝后清煤刷與輸送帶下表面處于接觸狀態，當帶式輸送機運轉時清煤刷能夠及時對輸送帶表面煤泥進行清理，同時通過聯鎖控制作用，輸送機開啟后電控閥門打開，風動水泵開啟對高壓噴霧裝置供水，噴霧裝置對皮帶表面灑水，一方面起到降塵作用，另一方面對皮帶表面進行清洗，增加清煤效果。

2）清理后的煤泥水經過篩板將大塊煤矸石進行分離，分離后的煤泥水進入集塵箱后經過過濾板過濾作用，煤泥堆積在過濾板上，過濾后的水流再次進入集水箱內。當過濾板上堆積一定量煤泥時在重力作用下通過卸料口排出至指定清煤地點。

3）當集水箱內水位降到最低水位時通過1#浮球水位監測儀監測后對PLC 控制器發出低水位信號，通過控制器控制作用及時關閉電磁閥門，停止對風動水泵供風，噴霧灑水裝置停止工作。

4 自動清煤裝置優缺點及應用效果

4.1 裝置優缺點

1）裝置結構簡單。該裝置結構相對簡單，生產成本費用低，整套裝置成本費用不足0.24 萬元，裝置安裝、維護方便，可在輸送機不同位置進行安裝，實用性強。

2）對輸送帶磨損小。自動清煤裝置采用柔性刷把與輸送帶接觸清煤，刷把對輸送帶磨損小，當清煤刷完全磨損后通過限位塊限位作用防止清煤刷底座磨損皮帶，解決了傳統重錘清煤裝置對輸送帶磨損嚴重，甚至出現撕帶等技術難題。

3）清煤效果好。清煤刷相比傳統清煤皮帶清煤面積大，清煤刷出現磨損后通過讓壓彈簧能夠使清煤刷始終與輸送帶接觸，而且安裝噴霧灑水后能夠對皮帶表面進行清洗，裝置清煤效果好。

4）人工清煤強度小。自動清煤裝置清煤后通過過濾板過濾作用將煤泥堆積在過濾板上，并通過調節過濾板角度實現堆積煤泥自卸至指定地點，從而降低了人工清煤作業強度，提高了人工清煤安全系數。

4.2 實際應用效果分析

店坪煤礦對3021 巷帶式輸送機取消了機頭重錘式清煤裝置，對輸送機安裝了兩套自動清煤裝置，第一套安裝在距機頭35 m 處（伸縮架后方），第二套安裝在機身中部，通過3 個月實際應用效果來看，自動清煤裝置應用效果好，未出現一起因輸送帶附著煤泥跑偏、打滑造成輸送帶撕帶以及電機燒毀事故，設備維修費用減少16 余萬元。

5 結語

店坪煤礦通過對3021 巷帶式輸送機清煤裝置優化后安裝一套自動清煤裝置，通過實際應用效果來看，優化后的清煤裝置具有集塵、清洗、自動控制等功能，提高了清煤自動化水平，裝置可適用于不同型號的帶式輸送機，起到了預期清煤效果。