壓帶裝置在采煤工作面運(yùn)輸巷的應(yīng)用

房忠偉

(西山煤電(集團(tuán)) 公司 設(shè)備租賃分公司，山西 太原 030053)

1 原因分析及解決方案

工作面運(yùn)輸巷如果地質(zhì)條件平直，無斷層無大的傾角的情況下皮帶機(jī)沿運(yùn)輸巷道水平布置，在這種地質(zhì)條件下不需要使用壓帶裝置。如遇較大斷層，皮帶機(jī)無載荷空運(yùn)行時(shí)，上下層膠帶就會(huì)在凹洼處產(chǎn)生飄帶現(xiàn)象，飄帶現(xiàn)象的嚴(yán)重程度與凹洼處與巷道所形成的鈍角大小成反比，角度越小飄帶就越嚴(yán)重，嚴(yán)重的會(huì)使上層膠帶懸空，下層回空膠帶與上托輥摩擦或上層膠帶與巷道頂板摩擦，漲緊裝置絞車的漲緊力難以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，影響安全生產(chǎn)。以前的解決方法是:在飄帶位置巷道頂板處錨固兩個(gè)平車轱轆或幾組緩沖托輥，垂直于膠帶，離膠帶一定距離壓在膠帶承載的原煤上，與膠帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起向下頂壓的作用，這種方法的缺點(diǎn)是:膠帶承載的原煤量必須是均勻的，否則不是壓不住膠帶，就是將大塊的原煤擠到膠帶外面。另外一種方法是:增加一部皮帶機(jī)在凹洼飄帶處轉(zhuǎn)載，但需拓寬該處巷道，增加巷道支護(hù)，增加頂板維護(hù)量，而且凹洼處容易產(chǎn)生積水，需設(shè)水泵及排水管線排水，不利于電器、電機(jī)、開關(guān)設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，該處機(jī)頭巷道頂板維護(hù)與電器設(shè)備、電動(dòng)機(jī)維護(hù)更換也比較困難，不利于安全生產(chǎn)。為了解決上述問題，通過現(xiàn)場(chǎng)觀察分析，查閱相關(guān)資料，借鑒兄弟單位經(jīng)驗(yàn)，利用膠帶可以折返原理，自行設(shè)計(jì)研制了皮帶機(jī)壓帶裝置。該裝置是通過調(diào)高過渡架抬升一段膠帶后再利用滾筒改向折返卸載物料，膠帶通過卸載滾筒改向后，再通過一個(gè)滾筒改向折返往運(yùn)煤方向，在承載床上承接由卸載滾筒卸下的物料，使膠帶隨巷道角度方向，向運(yùn)輸方向運(yùn)行。這樣就可以解決飄帶撒煤現(xiàn)象。下層回空帶后，下部設(shè)一滾筒改向，用以改變隨巷道角度變化的回空膠帶。

2 壓帶裝置簡(jiǎn)介

壓帶裝置主要是由兩個(gè)改向滾筒、主機(jī)架、與一段緩沖承載床組成。兩個(gè)滾筒使膠帶改向形成一個(gè)“S”折彎，第一個(gè)折彎完成煤炭卸載，第二個(gè)折彎完成膠帶改向去承載由第一個(gè)滾筒卸載的物料。回空膠帶由一個(gè)d200 滾筒完成回空膠帶改向。該裝置高度的確定:由于采用2 個(gè)d500 mm 直徑的滾筒，一個(gè)d200 mm 直徑的滾筒，為了減小膠帶在滾筒上的圍包角，減小運(yùn)行阻力，所以該裝置的高度最小應(yīng)在1.3 m 以上。機(jī)架長(zhǎng)度:由于采用d500 mm 直徑的滾筒，機(jī)架長(zhǎng)度最小也應(yīng)在1.2 m 以上。寬度與膠帶機(jī)主機(jī)中間部“H”架寬度為準(zhǔn)采用1 300 mm。承載床高度應(yīng)與皮帶機(jī)中間部“H”架高度一致為800 mm，長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置六組緩沖托架為好，應(yīng)在2.5 m 左右，每組緩沖托架上安裝3 個(gè)緩沖托輥。壓帶裝置安裝位置示意圖見圖1。

圖1 壓帶裝置安裝位置示意圖

工作原理:上層膠帶1 承載物料經(jīng)滾筒3 改向?qū)⑽锪闲遁d到承載床上，膠帶經(jīng)改向滾筒4 改向后，通過承載床承接物料沿運(yùn)輸方向運(yùn)行。下層回空膠帶

2 經(jīng)改向滾筒5 改向后回皮帶機(jī)尾。

其主體結(jié)構(gòu):由20#槽鋼焊接側(cè)架2 塊，用于滾筒軸座安裝固定，底座由20#槽鋼“井”字焊接而成，且設(shè)有錨固孔與柱窩。側(cè)架與底座采用橫梁螺栓連接，便于拆卸安裝。滾筒采用d500 ×1 150 定軸軸座可調(diào)式光面滾筒2 件，便于膠帶調(diào)偏。緩沖承載床由前支架，縱梁由20#槽鋼2 500 mm ×2，緩沖托架，橡膠圈緩沖托輥108 ×360，18 件組成。卸載滾筒3 處設(shè)有彈簧清掃器和噴霧噴嘴降塵裝置。

3 使用方法

壓帶裝置一般用于落地架式皮帶機(jī)的中間段部位，將壓帶裝置置放安裝在皮帶運(yùn)輸巷道斷層拐點(diǎn)處，承載床與皮帶機(jī)傳動(dòng)方向一致，與皮帶機(jī)中間段“H”通過架管連接，壓帶裝置主機(jī)架與皮帶機(jī)機(jī)尾方向一致，通過調(diào)高“H”架與后端皮帶機(jī)中部“H”架通過架管連接。各改向滾筒與運(yùn)煤方向垂直，壓帶裝置的中心線與皮帶機(jī)中心線重合。最好是該裝置的后部越接近拐點(diǎn)越好。后部采用調(diào)高“H”架過渡與壓帶裝置主機(jī)架相連接。底座用錨桿錨固在底板巖石上，并用立柱(通過底座柱窩)楔接頂板加以固定。滾筒3、4 軸座為前后可調(diào)式，調(diào)節(jié)軸座頂絲可調(diào)節(jié)膠帶跑偏。滾筒3 卸載時(shí)會(huì)產(chǎn)生煤塵，所以該處必須通防塵水管噴霧滅塵。承載床兩側(cè)應(yīng)安設(shè)導(dǎo)料擋煤板，防止大塊煤在卸載時(shí)側(cè)向滾落。

4 結(jié) 束

該裝置先后在西銘礦、馬蘭礦、西曲礦、官地礦等地質(zhì)條件有斷層構(gòu)造的皮帶運(yùn)輸巷道內(nèi)使用，徹底解決了皮帶機(jī)膠帶飄帶撒煤、膠帶跑偏等不安全現(xiàn)象。同時(shí)也節(jié)省了一部皮帶機(jī)轉(zhuǎn)載的投入成本。實(shí)現(xiàn)無人值守，故障現(xiàn)象少，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便。取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。不足之處是:該裝置“S”折彎處要消耗掉皮帶機(jī)一些功率，這個(gè)阻力主要來自兩個(gè)改向滾筒折彎與承載床導(dǎo)料板與輸送帶之間的摩擦阻力:

式中:

FN—彎曲阻力，N;

FNb—物料在裝載段導(dǎo)料板側(cè)壁上的摩擦阻力，N;

FNd—輸送帶繞經(jīng)滾筒的彎曲阻力，N。

根據(jù)《礦井運(yùn)輸提升》查表求得FNb=182 N，d500 滾筒FNd=44.1 N，所以，F(xiàn)N=358.4 N。根據(jù)公式:1 kgf=9.81 N，1 kgf·m/s=9.81 W

得:358.4/9.8=36 kgf，皮帶機(jī)帶速為3.15 m/s，得:36 ×3.15=113.4 W。壓帶裝置上需要消耗的阻力為113.4 W。故要在較長(zhǎng)的運(yùn)輸巷道內(nèi)與上坡，坡度較大時(shí)使用時(shí)要考慮這個(gè)阻力因素。

［1］洪曉華.礦井運(yùn)輸提升［M］.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000:82－85.