礦用帶式輸送機清掃裝置優(yōu)化改進

呂曉攀

（晉能控股煤業(yè)集團雁崖煤業(yè)大同有限公司，山西 大同 037031）

引言

帶式輸送機是煤礦重要的運輸設(shè)備，主要通過環(huán)形輸送帶進行物料運輸。由于煤礦井下采掘施工過程中受噴霧降塵、頂板淋水等影響，原煤中含水率高，采用輸送機進行煤矸運輸過程中，大量煤泥附著在滾筒、膠帶上，從而導(dǎo)致輸送帶與滾筒之間的動摩擦力減小，輸送帶出現(xiàn)跑偏打滑現(xiàn)象，不僅影響著帶式輸送機正常運輸，而且輸送機長時間打滑、跑偏時，很容易造成斷帶等故障。傳統(tǒng)帶式輸送機主要在輸送帶下方安裝清掃裝置進行清煤，但是傳統(tǒng)清煤裝置清煤效果差、能耗高，對輸送帶磨損嚴(yán)重，達不到預(yù)期清理效果，所以本文重點闡述了一種新型帶式輸送機清掃裝置，并進行實際應(yīng)用。

1 2201 工作面概況

晉能控股煤業(yè)集團雁崖煤業(yè)公司2201 巷為三盤區(qū)山2 號煤層8201 面輔運順槽，北東部為山2 號層盤區(qū)巷，北西部為8202 設(shè)計工作面，南東為8206 設(shè)計工作面，南西為山2 號煤層可采邊界。2201 巷設(shè)計長度為1 762 m，斷面高×寬=3.6 m×5.2 m，巷道掘進煤層為山2 號煤層，煤體結(jié)構(gòu)簡單，預(yù)計煤厚總厚為1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夾矸1～2 層（0.15～0.4 m）。煤層走向北西，傾向南東，煤層結(jié)構(gòu)簡單[1-3]。

2201 工作面采用綜合機械化掘進工藝，工作面在掘進過程中采用SSJ-800 型帶式輸送機進行煤矸運輸，截至目前巷道已掘進540 m。巷道在前期掘進過程中由于受掘進機內(nèi)外噴霧、巷道噴霧降塵以及頂板淋頭水等影響，巷道掘進后煤矸內(nèi)含大量煤泥水，帶式輸送機在運輸過程中，大量煤泥附著在滾筒、輸送帶以及托輥表面，導(dǎo)致輸送機出現(xiàn)跑偏打滑現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，2201 巷在前期掘進過程中，因輸送帶跑偏打滑導(dǎo)致輸送帶斷帶、電機燒毀共計6 起，經(jīng)濟損失達32.8 萬元。

2 帶式輸送機清掃裝置優(yōu)化

為了彌補帶式輸送機傳統(tǒng)清掃裝置主要存在的問題，提高輸送機運輸效率，決定對原清煤裝置進行優(yōu)化改進。

2.1 設(shè)計方案

井下運輸過程中應(yīng)根據(jù)輸送帶寬度設(shè)計清掃裝置，清掃裝置可對帶式輸送機進行二次清理，當(dāng)帶式輸送機在運輸煤矸卸載過程中，輸送帶工作一側(cè)附著大量煤泥，此時采用清掃裝置進行清理；若第一次未清理干凈或者非工作一側(cè)輸送帶表面附著煤泥時進行尾部二次清理。

2.2 清掃裝置優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化后的清掃裝置主要分為機頭及機尾兩部分，機頭主要對輸送帶工作一側(cè)煤泥進行清理，機尾主要對非工作一側(cè)輸送帶表面煤泥進行清理。

2.2.1 機頭清掃裝置

1）帶式輸送機清掃裝置優(yōu)化后在機頭原清掃裝置的基礎(chǔ)上安裝了一套傳統(tǒng)清掃裝置，該裝置主要由輸送帶、驅(qū)動滾筒、柔性清掃器、卸載滾筒、定位彈簧、定滑輪以及傳動帶等部分組成，如圖1 所示，其中柔性清掃器長度為1.5 m，兩端安裝托架固定在輸送機機架兩側(cè)，清掃器一端安裝一個定滑輪，定滑輪與清掃器軸承固定，定滑輪采用傳動帶與卸載滾筒一側(cè)的傳動輪環(huán)形連接，形成V 型傳動機構(gòu)。當(dāng)卸載滾筒轉(zhuǎn)動時帶動傳動輪轉(zhuǎn)動，傳動輪轉(zhuǎn)動后通過傳動帶帶動定滑輪轉(zhuǎn)動，定滑輪轉(zhuǎn)動后帶動清掃器，從而對輸送帶表面煤泥進行清理。

圖1 優(yōu)化改進后機頭清掃裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）通過圖1 可知，柔性清掃器主要利用表面毛刷對輸送帶表面煤泥進行有效清理，但是當(dāng)輸送帶表面煤泥清理后輕柔清掃器仍處于高速運轉(zhuǎn)中，從而導(dǎo)致毛刷與輸送帶磨損嚴(yán)重。所以在清掃器上方安裝一個定位彈簧，當(dāng)清掃器磨損量加大時，通過彈簧復(fù)位作用，將柔性清掃裝置提起，從而保證清掃裝置能夠與輸送帶完全接觸，保證清掃效果。該裝置最大優(yōu)點是對輸送帶磨損量小，而且可連續(xù)運轉(zhuǎn)，清煤效果好，裝置制造簡單且維修費用低[4-6]。

2.2.2 機尾清掃裝置

1）機頭清掃裝置主要對輸送帶工作一側(cè)表面進行清理，但是在實際煤矸運輸過程中輸送帶非工作一側(cè)也會附著大量煤泥，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)打滑跑偏現(xiàn)象，所以優(yōu)化后決定在輸送機尾部安裝一個內(nèi)側(cè)雙螺桿清掃裝置，該裝置主要由清煤刷、雙向螺桿、滑竿、主動輪、從動輪、導(dǎo)向塊、溜煤槽等部分組成，如圖2所示。雙向螺桿安裝在尾滾筒后側(cè)，間距為0.8 m，在雙向螺桿與尾滾筒之間安裝一個滑竿，滑竿上安裝一個清煤刷，清煤刷一端與雙向螺桿連接；在尾滾筒與雙向螺桿軸承一端分別安裝一個主從動輪，并采用傳動帶連接。

圖2 尾滾筒雙螺桿清掃裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）帶式輸送機在運轉(zhuǎn)時尾滾筒帶動主動輪轉(zhuǎn)動，主動輪通過傳動帶帶動從動輪轉(zhuǎn)動，此時雙向螺桿旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中帶動清煤刷周期往返運動，清煤刷在運動過程中對滾筒表面附著的煤泥進行清理；清理下的煤泥通過溜煤槽滑落至輸送帶兩側(cè)，然后人工清理。與傳統(tǒng)清煤裝置相比，雙螺桿清掃裝置清煤效果好，對滾筒磨損小且煤矸人工清理安全系數(shù)高。

3 技術(shù)效果分析

3.1 清掃裝置材質(zhì)選取

為了達到預(yù)期清煤效果，且對滾筒、輸送帶磨損量小，需合理選擇清掃裝置材質(zhì)；對于機頭清掃裝置可采用PVC 材質(zhì)或聚氨酯材質(zhì)，清掃器設(shè)計為包膠托輥狀，在其外表安裝荊狀結(jié)構(gòu)毛刷，該材質(zhì)成本費用相對較低，而且具有韌性，不會對滾筒產(chǎn)生嚴(yán)重磨損作用；而尾滾筒清掃裝置清掃刷可同樣采用PVC或聚氨酯材質(zhì)，但是清掃刷應(yīng)根據(jù)滾筒曲面半徑設(shè)計成刷把結(jié)構(gòu)，同時尾滾筒清掃裝置中的雙螺桿必須動作靈敏可靠，能夠及時對清掃刷進行雙向螺桿轉(zhuǎn)換，該部件需采用專用磨具澆筑而成，一旦損壞、變形，更換成本費用相對較高。

3.2 裝置安裝設(shè)計技術(shù)要求

1）機頭清掃裝置安裝技術(shù)要求。在安裝機頭清掃裝置時首先應(yīng)合理確定安裝位置，由于機頭在卸載物料時出現(xiàn)震動現(xiàn)象，若清掃裝置安裝位置離卸載滾筒過近，輸送帶震動時會影響清煤效果，所以決定將機頭清掃裝置安裝在距卸載滾筒10 m 處。機頭清煤裝置采用托輥式結(jié)構(gòu)，在安裝時應(yīng)保證清煤裝置兩端位于同一個水平面上，兩端采用固定架固定在機頭大架上，定位彈簧必須確保具有足夠的復(fù)位能力，定期對復(fù)位彈簧進行檢查，必要時必須及時更換[7-8]。

2）機尾清掃裝置安裝技術(shù)要求。機尾清煤裝置安裝在上下輸送帶之間，為了保證安裝質(zhì)量，裝置應(yīng)固定在尾滾筒托架上，裝置中清煤刷安裝時必須與滾筒垂直布置，清煤刷與尾滾筒表面必須接觸，由于該裝置清煤刷不具有定位彈簧，在長時間清煤過程中清煤刷出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，達不到預(yù)期清煤效果，所以必須定期對清煤刷磨損情況進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)清煤刷磨損嚴(yán)重時必須及時進行更換。

4 結(jié)語

2021 年3 月14 日對井下2201 巷SSJ-800 型帶式輸送機清煤裝置進行優(yōu)化改進。截至2021 年10月，通過7 個月實際應(yīng)用效果來看，帶式輸送機清煤裝置優(yōu)化改進后，大大提高了帶式輸送機運輸煤矸穩(wěn)定性，降低了輸送機跑偏、打滑現(xiàn)象，解決了原帶式輸送機因滾筒、輸送帶附著煤泥致使輸送帶跑偏打滑，導(dǎo)致輸送帶斷帶、電機燒毀等技術(shù)難題，取得了顯著應(yīng)用成效。