大傾角皮帶防煤（矸）塊滾落裝置的探討與應(yīng)用

周清順

鶴壁鶴安礦業(yè)投資管理有限公司，河南鶴壁 458000

1 概述

1）鶴壁市許溝煤礦是2010 年根據(jù)省政府煤炭企業(yè)兼并重組要求進行整合的煤礦之一。該礦設(shè)計生產(chǎn)能力21 萬噸/年，原煤運輸為膠帶運輸機上山運輸。生產(chǎn)采區(qū)為12 采區(qū)，12 運輸上山安裝兩部皮帶，全長530 米，該膠帶運輸上山最大坡度42°、最小坡度28°，平均坡度為35°。

12 運輸上山膠帶輸送機均為DTC65/8/75 膠帶型輸送機，膠帶寬度650mm，采用阻燃花紋輸送帶型號為B650X（5+1）（3+2），花紋高度10mm，其輸送量為80t/h。單機驅(qū)動（電機型號為YB2280S—4，功率75Kw）。

2） 12 運輸皮帶存在的問題

（1）設(shè)備運輸效率低

由于坡度較大，為防止運輸過程中原煤灑落，采用U 型帶運輸，雖然減少了沿途煤矸塊的滾落，取得了一定效果，但當(dāng)煤（矸）運至距機頭驅(qū)動滾筒8m 時，即將接近皮帶主滾筒，“U”字型皮帶變成“一”字型皮帶，致使煤（矸）塊脫離皮帶造成滾落，使設(shè)備運輸效率低。根據(jù)測試，設(shè)備運輸效率降低25%左右。

（2）設(shè)備維修率高

大傾角輸送機由于煤矸塊滾落，致使皮帶巷中、下部堆積煤（矸）塊較多，造成下托輥被煤（矸）塊淤埋阻塞，不能正常運行，同時堆積的煤（矸）磨底皮帶，致使皮帶接口和皮帶的使用周期縮短。皮帶接口半年硫化一次，皮帶使用周期不足2 年。制約了此輸送機的正常運行，增大設(shè)備維修量和維修人員的投入，造成了大量的浪費。

（3）皮帶巷清理用工量增大、存在安全隱患

由于煤（矸）塊滾落量較大，底皮帶托輥阻塞和磨底皮帶，皮帶停運事故經(jīng)常發(fā)生。為減少事故發(fā)生，每班安排4 人沿途清理滾落的煤（矸）塊，將滾落的煤（矸塊）裝到皮帶上進行再次運輸，周而復(fù)始，效果甚微。同時，在清煤過程中極易發(fā)生煤矸滾落傷人事故，無法保證清煤人員的人身安全，給礦井的安全生產(chǎn)埋下隱患。

為有效的減輕工人勞動強度和保證清煤期間人員安全，在皮帶巷沿途的各岔口加設(shè)了1m 高的護網(wǎng)，將滾落的煤矸分段攔截，防止向深部滾落。此后又對巷道進行擴修，將原來1 米高的護網(wǎng)改為巷道全斷面封閉的鐵制護網(wǎng)，護網(wǎng)靠人行道側(cè)留有用以清煤人員通過的門，皮帶運輸時門處于關(guān)閉狀態(tài)。通過改造比改造前有所好轉(zhuǎn)，但效果依然不明顯。

3）鑒于目前此兩部輸送機存在的問題，為了確保大傾角皮帶輸送機能夠安全運轉(zhuǎn)、以最佳經(jīng)濟方式運行，同時，減少職工的人數(shù)，降低職工勞動強度。礦井經(jīng)兼并重組后，礦領(lǐng)導(dǎo)十分重視運輸安全隱患的治理，組織有關(guān)人員深入現(xiàn)場，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，仔細研究、針對該皮帶機存在問題采取全方位，多方法分散控制，重點治理的方法進行分步驟實施。

（1）機身安裝擋煤板

在皮帶機身每間隔30m 安裝一個可以順煤流方向轉(zhuǎn)動，防止?jié)L落的擋煤板，治理了皮帶運輸?shù)臋C身落煤。此擋煤板采用廢舊皮帶裁剪成與U 型皮帶斷面尺寸相符，在皮帶架上安裝用以固定擋煤板孔徑為￠18 的軸套，擋煤板的轉(zhuǎn)軸直徑為￠16，安裝時使擋煤板與U 型皮帶形成一定夾角。在皮帶運煤時，擋煤板隨運煤方向向上擺動，使煤（煤矸塊）通過擋煤板。當(dāng)遇到煤塊向下滾落時，由于擋煤板與U 型皮帶有一定的夾角能夠及時的擋住滾落的煤矸塊，減少了煤塊滾落的次數(shù)。

（2）機頭下方及變坡點安裝護身網(wǎng)

在皮帶機頭下方15m 及機身各變坡點共安裝3 道封閉巷道全斷面的擋塊狀物滾落傷及清理皮帶巷人員的護網(wǎng)。此護網(wǎng)采用一寸鋼管及扁鐵按巷道斷面交互焊接而成，密度適中，并在護網(wǎng)表面覆蓋朔料網(wǎng)。在沿人行側(cè)留設(shè)人員通過的鐵門，皮帶運輸時鐵門平時處于常閉狀態(tài)。護網(wǎng)的安裝有效地阻擋了上段滾落的煤矸塊向下滾落。同時給在下一段清煤的施工人員提供了安全的工作環(huán)境，杜絕了清煤施工時的工傷事故的發(fā)生。

（3）安裝同步逆向旋轉(zhuǎn)皮帶

在皮帶機頭安裝同步逆向旋轉(zhuǎn)皮帶及傳動系統(tǒng)。在皮帶機頭利用皮帶架和滾筒制成寬500mm、長4.1m 的小皮帶。然后主皮帶架上焊接支撐小皮帶的架子，把小皮帶固定在主皮帶上方。小皮帶機頭超出主皮帶機頭300mm，小皮帶機尾滾筒與主皮帶的第一個底皮帶滾筒照齊，并使小皮帶與主皮帶呈一定的夾角（兩機頭距離150mm，小皮帶機尾與主皮帶距離100mm）；在主皮帶的底皮帶滾筒軸端和小皮帶機尾滾筒的軸端加一傳動皮帶和傳動帶漲緊輪，給小皮帶一個力（輔助力）。當(dāng)皮帶上的煤和煤（矸）塊運至距機頭5 米左右時，煤塊被夾在兩皮帶中間，利用原來皮帶上的煤和矸石塊在皮帶上的運行與小皮帶產(chǎn)生的摩擦力及小皮帶機尾轉(zhuǎn)動皮帶提供的輔助力的合力使小皮帶與大皮帶同步運轉(zhuǎn)將煤（矸）塊運至機頭處拋落至皮帶頭煤倉里。

4） 結(jié)論

（1）電能的節(jié)約

每年按300 個工作日計算，輸送機按照每天運行15 小時計算，每年的節(jié)省電量為：

W1=kiPh×300=0.57×75×15×0.25×300=48093.75Kwh

每度電按0.8 元計算，則每年節(jié)約電費：

48093.75×0.8=38475 元

（2）整個皮帶滾落的次數(shù)和煤量大大的減少，對設(shè)備的損壞次數(shù)減少，延長了皮帶的使用周期、減少了皮帶接頭的硫化次數(shù)，節(jié)約了大量維修費用和維修時間；

（3） 節(jié)約人工開支：皮帶巷每班安排4 人清理，每人每日140 元，年生產(chǎn)300 天。則年節(jié)約開資4×3×120×300=432000 元。

（4）安全效果

上述三種裝置的加裝，從根本上防止了煤矸石在12 運輸上山坡上的滾落，有效保證了在12 運輸上山坡上的清煤人員的安全，杜絕了清煤和施工過程工傷事故的發(fā)生。

綜上所述，設(shè)備革新改造后，年可創(chuàng)收直接經(jīng)濟效益47.0475 萬元，而且設(shè)備維修率也得到了大幅度下降，進一步降低了噸煤成本并確保了原煤運輸任務(wù)的順利完成。

[1]中國機械設(shè)計大典編委[M].中國機械設(shè)計大典，南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002：456-483.