煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)帶式輸送機(jī)打滑機(jī)理及預(yù)防措施

成旭峰

（潞安化工集團(tuán)司馬煤業(yè)公司，山西 長(zhǎng)治 047105）

引言

帶式輸送機(jī)是煤礦主要運(yùn)輸設(shè)備之一，帶式輸送機(jī)主要通過(guò)環(huán)形輸送帶與滾筒摩擦作用實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)輸，所以輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)提高物料運(yùn)輸效率以及降低帶式輸送機(jī)故障率具有重要意義，但是在實(shí)際煤礦井下運(yùn)輸過(guò)程中由于輸送機(jī)安裝質(zhì)量不合格、輸送帶張緊不足以及輸送帶摩擦力不足等，導(dǎo)致輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重打滑現(xiàn)象，不僅影響著物料正常運(yùn)輸，而且輸送帶出現(xiàn)打滑后很容易造成輸送帶跑偏、磨損、撕帶等事故，增加了輸送機(jī)故障率，以及輸送機(jī)維修費(fèi)用，不利于煤礦井下安全運(yùn)輸，所以帶式輸送機(jī)一旦出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，必須及時(shí)采取措施，只有這樣才能提高煤礦井下運(yùn)輸效率，對(duì)煤礦安全高效生產(chǎn)具有重要意義。本文針對(duì)某礦主斜井帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，分析了打滑機(jī)理，并采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 山西某礦概述

山西某礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為420萬(wàn)t/年，礦井內(nèi)目前布置兩個(gè)綜采工作面、3個(gè)掘進(jìn)工作面，井田內(nèi)主采煤層為石炭系3號(hào)煤層，煤層平均厚度為6.95 m，該煤層賦存穩(wěn)定，煤厚變異較小，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。煤體以黑色、塊狀為主，粒狀次之，半亮煤為主，夾鏡煤條帶，玻璃光澤，煤質(zhì)為貧瘦煤。煤層頂?shù)装鍘r性如表1所示。

表1 石炭系3號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性匯總

運(yùn)輸斜井設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 600 m，斜井內(nèi)安裝一部DTL型帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)帶寬為1.4 m，輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸速度為4.2 m/h，運(yùn)輸能力為2 500 t/h。由于受井下煤矸以及輸送機(jī)安裝技術(shù)水平、檢修維護(hù)力度等影響，自2020年8月—2021年2月主斜井帶式輸送機(jī)共計(jì)出現(xiàn)8起打滑跑偏事故，導(dǎo)致輸送機(jī)斷帶3次，影響主斜井運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)達(dá)17.5 h，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)30余萬(wàn)元。

2 輸送帶打滑機(jī)理

針對(duì)某礦主斜井帶式輸送機(jī)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，分析了打滑機(jī)理，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）輸送帶更換。輸送機(jī)更換輸送帶后雖然強(qiáng)度增加了，但是更換后的輸送帶成扁平狀，整體與托輥成槽型差，較為堅(jiān)硬，表面光滑，與原輸送帶相比，摩擦系數(shù)低，造成輸送帶與滾筒之間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

2）煤泥量大。某礦回采的石炭系3號(hào)煤層整體穩(wěn)定性差，煤體成破碎裝置，在采煤過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，為了降低工作面粉塵濃度，決定對(duì)工作面煤層超前注水以及噴霧降塵，從而造成原煤內(nèi)含水量大，輸送機(jī)在運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生大量的煤泥及煤泥水，煤泥附著在滾筒表面，造成輸送帶與滾筒之間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

3）制動(dòng)器未動(dòng)作。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，主斜井帶式輸送機(jī)在出現(xiàn)打滑前，輸送機(jī)運(yùn)輸煤矸量大，導(dǎo)致輸送機(jī)出現(xiàn)超載停車，在停車過(guò)程中2號(hào)驅(qū)動(dòng)滾筒制動(dòng)器未進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，僅有改向滾筒的逆止器進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)輸送帶未出現(xiàn)打滑；但是輸送機(jī)在重載啟動(dòng)時(shí)由于電機(jī)出現(xiàn)跳閘，輸送機(jī)未能啟動(dòng)，滾筒逆止器未能打開(kāi)，導(dǎo)致輸送帶打滑，甚至倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象[1-3]。

4）輸送帶張緊不足。主斜井帶式輸送機(jī)主要采用重錘進(jìn)行張緊，由于在重錘作用下輸送帶長(zhǎng)期處于張緊狀態(tài)，導(dǎo)致輸送帶彈性失效，輸送帶被拉長(zhǎng)，輸送帶張緊強(qiáng)度逐漸降低，輸送帶在滿載作用下不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重打滑，但是當(dāng)輸送帶出現(xiàn)空載或者煤矸運(yùn)輸量小時(shí)，輸送帶出現(xiàn)張緊不足現(xiàn)象，出現(xiàn)打滑。

3 輸送帶打滑預(yù)防措施

為了進(jìn)一步提高帶式輸送機(jī)運(yùn)輸性能，防止輸送帶出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，決定從滾筒圍包角、輸送帶摩擦系數(shù)、張緊力以及輸送機(jī)運(yùn)輸量幾方面進(jìn)行預(yù)防。

3.1 優(yōu)化逆止器安裝位置

通過(guò)對(duì)主斜井帶式輸送機(jī)打滑機(jī)理分析可知，當(dāng)時(shí)輸送機(jī)在停機(jī)時(shí)制動(dòng)器未能及時(shí)打開(kāi)是輸送帶打滑原因之一。所以為了解決輸送機(jī)停機(jī)時(shí)逆止器未能及時(shí)打開(kāi)，或者輸送機(jī)重載停機(jī)時(shí)逆止器雖然打開(kāi)了但是逆止力不足，導(dǎo)致輸送帶打滑技術(shù)難題，對(duì)原改向滾筒逆止器安裝進(jìn)行優(yōu)化，原改向滾筒兩側(cè)均安裝一個(gè)逆止器，但是安裝兩個(gè)逆止器不僅增加設(shè)備成本費(fèi)用，造成資源浪費(fèi)，而且逆止效果差，所以在改項(xiàng)滾筒一側(cè)安裝一個(gè)逆止器，一側(cè)安裝一個(gè)制動(dòng)器，從而保證輸送機(jī)停機(jī)時(shí)具有足夠的逆止作用力。

3.2 優(yōu)化帶式輸送機(jī)張緊裝置

由于傳統(tǒng)重錘張緊裝置自動(dòng)化水平低，對(duì)輸送機(jī)帶結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重，所以決定對(duì)主斜井帶式輸送機(jī)張緊裝置進(jìn)行優(yōu)化，安裝了一套以PLC控制技術(shù)為核心的重力感應(yīng)張緊裝置；該裝置主要由PLC控制器、電控游動(dòng)車、重力感應(yīng)器、聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)等部分組成；重力感應(yīng)張緊裝置安裝在距輸送機(jī)機(jī)頭10 m處。

當(dāng)帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)通過(guò)安裝在上輸送帶下方的重力感應(yīng)器感應(yīng)后，及時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至PLC控制器內(nèi)，控制器接收信號(hào)后通過(guò)控制聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)電控游動(dòng)車松繩目的，從而降低輸送帶張緊度；當(dāng)輸送機(jī)空載或運(yùn)輸量小時(shí)，通過(guò)PLC控制游動(dòng)車對(duì)輸送帶進(jìn)行張緊，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)輸送帶運(yùn)輸物料的重量，合理張緊輸送帶。

3.3 優(yōu)化滾筒包膠方式

滾筒摩擦系數(shù)小，是輸送帶與滾筒之間打滑原因之一；由于原滾筒采用鑄膠包膠，該方式包膠成本費(fèi)用低，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)包膠磨損嚴(yán)重且摩擦系數(shù)相對(duì)較小，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)鑄膠包膠時(shí)滾筒摩擦系數(shù)為0.3，為了提高滾筒摩擦系數(shù)，可對(duì)滾筒包膠進(jìn)行優(yōu)化，采用陶瓷包膠，滾筒陶瓷包膠后摩擦系數(shù)可提高至0.4，滾筒圓周力可提高52%。

3.4 減少煤泥水

為了降低3號(hào)煤層含水率，決定對(duì)煤層原注水方式進(jìn)行優(yōu)化，將原來(lái)的粗放式注水優(yōu)化改進(jìn)為精細(xì)化注水，通過(guò)對(duì)工作面回采期間頂板出水點(diǎn)采用注水進(jìn)行封堵。為了提高工作面防塵技術(shù)，以及避免傳統(tǒng)噴霧灑水降塵時(shí)，工作面內(nèi)積水量大、標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量差等技術(shù)難題，對(duì)工作面防塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，決定采用泡沫抑塵技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

某礦主斜井帶式輸送機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中由于輸送機(jī)張緊不足、逆止器未打開(kāi)、煤矸水煤泥量大等造成輸送機(jī)出現(xiàn)打滑，嚴(yán)重制約著輸送機(jī)安全高效運(yùn)行，通過(guò)對(duì)主斜井帶式輸送機(jī)打滑現(xiàn)象采取合理有效的預(yù)防措施后，取得了顯著應(yīng)用成效：2021年3月對(duì)某礦主斜井帶式輸送機(jī)采取打滑措施，截至8月通過(guò)5個(gè)月實(shí)時(shí)應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn)，采取預(yù)防措施后主斜井帶式輸送機(jī)打滑現(xiàn)象得到了明顯改善，在此期間輸送機(jī)共計(jì)發(fā)生2起打滑現(xiàn)象，但未發(fā)生輸送機(jī)斷帶、跑偏事故，輸送機(jī)全年可節(jié)約維修費(fèi)用達(dá)20余萬(wàn)元，大大提高了帶式輸送機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了輸送機(jī)故障率，保證了輸送機(jī)安全高效運(yùn)行[4-6]。