機掘巷道帶式輸送機跑偏機理及預防

高鵬翔

（晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)公司， 山西 大同 037031）

1 大斗溝礦5201 巷概述

晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)公司5201 巷位于同忻三盤區(qū)，北東部為山2 號煤層盤區(qū)巷，北西部為8202 設計工作面，南東部為8206 設計工作面，南西部為山2 號煤層可采邊界。

5201 巷設計長度為1 179 m，巷道斷面規(guī)格為高×寬=3.6 m×5.2 m，從皮帶大巷開口，掘進煤層為山西組2 號煤層，煤體結構簡單，預計煤厚總厚為1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夾矸1～2 層（0.15～0.40 m），煤層走向北西、傾向南東，結構簡單。

5201 巷使用EBZ-260（H）型掘進機掘進一次成巷，沿煤層底板掘進，巷道掘進工序為：交接班安全檢查、準備→校對巷道中線推浮煤巖→（加皮帶）拉滑道伸皮帶→掘進機割煤、運煤→安全檢查→臨時支護→永久支護→掘進機割煤進入下一循環(huán)。巷道掘進期間采用SSJ-800 型帶式輸送機運煤，輸送機機頭與盤區(qū)帶式輸送機搭接；SSJ-800 型帶式輸送機主要由各類滾筒（卸載滾筒、主副滾筒、導向滾筒、尾滾筒）、各類保護裝置（跑偏、撕帶、溫度、堆煤、煙霧保護）、機頭大架、電機、減速機、H 架、阻燃輸送帶、張緊裝置、儲帶裝置等部分組成；輸送機帶寬為0.8 m，電機功率為40 kW，運輸能力為1 500 t/h；5201 巷帶式輸送機采用雙電機驅動方式，最大運輸距離為800 m。

2 帶式輸送機運輸現(xiàn)狀及跑偏機理

2.1 巷道帶式輸送機運輸現(xiàn)狀

截至目前5201 巷已掘進450 m，由于5201 巷在前期掘進過程中共計揭露四條正斷層，斷層平均落差為0.7 m，平均傾角為52°，受斷層影響巷道煤層內(nèi)夾矸量增大，且以砂質泥巖為主，受巷道內(nèi)煤矸及帶式輸送機安裝技術水平、帶式輸送機管理維護等影響，掘進前期帶式輸送機共計發(fā)生7 起機電事故，其中斷帶3 起、電機燒毀1 起、H 架倒架3 起，造成經(jīng)濟損失達30.5 萬元。通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，導致帶式輸送機事故的主要原因是輸送帶跑偏[1-3]，使輸送帶在運轉方向上受力不均，導致輸送帶出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，同時輸送帶出現(xiàn)跑偏時，輸送帶與托輥、滾筒之間摩擦嚴重，輸送機運行負荷加大，導致輸送帶磨損嚴重、電機燒毀等。

2.2 帶式輸送機跑偏機理

2.2.1 安裝質量不合格

5201 巷帶式輸送機由機掘隊組人員進行安裝，由于安裝人員未進行專業(yè)技術培訓，安裝輸送機時隨意性大且安裝前未現(xiàn)場給定輸送機中心線，導致帶式輸送機在安裝過程中輸送機機頭安裝不牢固、輸送機卸載滾筒與尾滾筒軸線不平行等，造成帶式輸送機運轉時輸送帶側向受力不均。

2.2.2 托輥質量不合格

5201 巷掘進量為7.5 m/d，每班掘進前需對帶式輸送機延尾，延尾長度為9.0 m，延尾過程中需安裝三組H 架及上下托輥，而5201 巷內(nèi)采用的托輥為已掘巷道回收修復托輥，托輥破損嚴重、質量不合格，托輥表面曲徑存在不一致現(xiàn)象，導致在輸送機運輸物料時，托輥對輸送帶產(chǎn)生徑向摩擦力不一致，致使輸送帶朝摩擦力大的一側跑偏。

2.2.3 輸送帶張緊力不合適

5201 巷帶式輸送機每次延尾后由操作工對帶式輸送機張緊力進行調節(jié)，傳統(tǒng)人工調節(jié)方式不僅勞動作業(yè)強度、危險系數(shù)高，而且調節(jié)精度低；若張緊力不足，帶式輸送機在運輸煤矸時，在煤矸重力作用下輸送帶受力不均出現(xiàn)跑偏；當張緊力過大時，在物料作用下很容易出現(xiàn)斷帶事故。

2.2.4 輸送帶接頭不合格

5201 巷帶式輸送機每延一次機尾需加一節(jié)皮帶，皮帶與皮帶之間采用機械連接，輸送帶在對接過程中由于操作人員對兩側輸送帶對接不嚴，導致輸送帶連接后存在錯位現(xiàn)象，輸送機在運轉時不合格的輸送帶接頭在托輥摩擦作用下產(chǎn)生側向應力，輸送帶朝應力一側跑偏，并伴隨著撕帶現(xiàn)象。

2.2.5 卸料不均

卸料不均是造成帶式輸送機跑偏的主要原因，當相鄰兩部輸送機搭接時，且搭接點存在高差時，上輸送機物料在卸載過程中對下水平輸送帶產(chǎn)生沖擊作用力，沖擊作用力在水平、垂直方向存在一個分力，若水平分力指向輸送帶兩側時，輸送帶出現(xiàn)跑偏。

3 帶式輸送機跑偏預防措施

為了提高帶式輸送機運行穩(wěn)定性，控制帶式輸送機跑偏現(xiàn)象，機掘隊決定對5201 巷SSJ-800 型帶式輸送機采取若干項預防措施。

3.1 提高輸送機安裝工藝

為了保證輸送機安裝后平直且穩(wěn)固，帶式輸送機安裝前需對輸送機安裝底板浮煤進行清理，并對松軟底板進行硬化；輸送機在安裝時需對機頭部進行施工，機頭采用四根地錨固定，保證機頭安裝后牢固可靠；輸送機安裝時必須由地測科現(xiàn)場給線，保證輸送機安裝后機頭卸載滾筒與尾滾筒平行，且與輸送帶中心線垂直。

3.2 加大輸送機檢修力度

帶式輸送機安裝后必須定期對帶式輸送機易損部件進行檢查，特別是輸送機托輥，嚴禁使用破損、變形、斷裂托輥，并定期更換；檢修人員應每班對輸送機電機與減速機連接部位潤滑情況、磨損情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)連接軸承變形時及時更換；定期對輸送機機頭、機身及機尾部連接部位進行檢查，確保輸送機運行穩(wěn)定。

3.3 安裝自動張緊裝置

為了解決傳統(tǒng)輸送機張緊方式不合理、勞動強度大、安全系數(shù)低等技術難題[4]，決定對5201 巷帶式輸送機安裝一套自動液壓張緊裝置，該裝置主要由聯(lián)鎖開關、PLC 控制器、激光掃描儀、重力感應裝置、各類游動車等部分組成，如圖1 所示。自動張緊裝置根據(jù)運輸物料重量實現(xiàn)輸送帶張緊自動調節(jié)作用，具有自動化水平高、張緊調節(jié)精度效果好及安全系數(shù)高等優(yōu)點。

圖1 帶式輸送機自動張緊裝置結構示意圖

3.4 優(yōu)化輸送帶對接工藝

輸送帶在對接前應將對接輸送帶剪切平整，對接平面應與輸送帶中心線垂直。為了避免傳統(tǒng)機械對接時對接不平整，對接后接口處存在鼓起現(xiàn)象，加大輸送帶磨損等現(xiàn)象，決定采用熱硫化的方式進行輸送帶接口對接，從而有效提高接口對接水平。

3.5 降低煤流沖擊作用力

為了解決相鄰兩部輸送機對接處存在煤流卸載時沖擊跑偏現(xiàn)象[5]，決定對機頭處安裝煤流緩沖裝置。該裝置主要由金屬外殼和柔性接煤平臺組成，如圖2 所示。當煤流進入緩沖裝置后，通過與柔性接煤平臺相互撞擊，達到降低煤流速度的目的，保證煤流平穩(wěn)進入下水平輸送機。

圖2 帶式輸送機煤流卸載緩沖裝置結構示意圖

4 結語

2020 年5 月大斗溝礦機掘隊對5201 巷帶式輸送機采取防跑偏措施，截至2020 年9 月通過4 個月實際應用效果來看，帶式輸送機采取防跑偏預防措施后，5201 巷在后期回采過程中共計發(fā)生3 次斷帶事故，其中有1 次是因輸送機跑偏造成的。與前期回采相比，輸送機跑偏事故率降低了87%，預計全年可減少輸送機維修費用達27.8 萬元，有效保證了機掘巷道安全高效掘進，取得了顯著應用成效。