壓帶裝置在采煤工作面運輸巷的應用

2013-07-23 08:27:06房忠偉

山西焦煤科技 2013年3期

房忠偉

(西山煤電(集團) 公司設備租賃分公司，山西太原 030053)

1 原因分析及解決方案

工作面運輸巷如果地質條件平直，無斷層無大的傾角的情況下皮帶機沿運輸巷道水平布置，在這種地質條件下不需要使用壓帶裝置。如遇較大斷層，皮帶機無載荷空運行時，上下層膠帶就會在凹洼處產生飄帶現象，飄帶現象的嚴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重，嚴重的會使上層膠帶懸空，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確調節，影響安全生產。以前的解決方法是:在飄帶位置巷道頂板處錨固兩個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，與膠帶相對運動，起向下頂壓的作用，這種方法的缺點是: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:增加一部皮帶機在凹洼飄帶處轉載，但需拓寬該處巷道，增加巷道支護，增加頂板維護量，而且凹洼處容易產生積水，需設水泵及排水管線排水，不利于電器、電機、開關設備的長時間運行，該處機頭巷道頂板維護與電器設備、電動機維護更換也比較困難，不利于安全生產。為了解決上述問題，通過現場觀察分析，查閱相關資料，借鑒兄弟單位經驗，利用膠帶可以折返原理，自行設計研制了皮帶機壓帶裝置。該裝置是通過調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，再通過一個滾筒改向折返往運煤方向，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，向運輸方向運行。這樣就可以解決飄帶撒煤現象。下層回空帶后，下部設一滾筒改向，用以改變隨巷道角度變化的回空膠帶。

2 壓帶裝置簡介

壓帶裝置主要是由兩個改向滾筒、主機架、與一段緩沖承載床組成。兩個滾筒使膠帶改向形成一個“S”折彎，第一個折彎完成煤炭卸載，第二個折彎完成膠帶改向去承載由第一個滾筒卸載的物料。回空膠帶由一個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d500 mm 直徑的滾筒，一個d200 mm 直徑的滾筒，為了減小膠帶在滾筒上的圍包角，減小運行阻力，所以該裝置的高度最小應在1.3 m 以上。機架長度:由于采用d500 mm 直徑的滾筒，機架長度最小也應在1.2 m 以上。寬度與膠帶機主機中間部“H”架寬度為準采用1 300 mm。承載床高度應與皮帶機中間部“H”架高度一致為800 mm，長度應設置六組緩沖托架為好，應在2.5 m 左右，每組緩沖托架上安裝3 個緩沖托輥。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 承載物料經滾筒3 改向將物料卸載到承載床上，膠帶經改向滾筒4 改向后，通過承載床承接物料沿運輸方向運行。下層回空膠帶

2 經改向滾筒5 改向后回皮帶機尾。

其主體結構:由20#槽鋼焊接側架2 塊，用于滾筒軸座安裝固定，底座由20#槽鋼“井”字焊接而成，且設有錨固孔與柱窩。側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 定軸軸座可調式光面滾筒2 件，便于膠帶調偏。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的中間段部位，將壓帶裝置置放安裝在皮帶運輸巷道斷層拐點處，承載床與皮帶機傳動方向一致，與皮帶機中間段“H”通過架管連接，壓帶裝置主機架與皮帶機機尾方向一致，通過調高“H”架與后端皮帶機中部“H”架通過架管連接。各改向滾筒與運煤方向垂直，壓帶裝置的中心線與皮帶機中心線重合。最好是該裝置的后部越接近拐點越好。后部采用調高“H”架過渡與壓帶裝置主機架相連接。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 軸座為前后可調式，調節軸座頂絲可調節膠帶跑偏。滾筒3 卸載時會產生煤塵，所以該處必須通防塵水管噴霧滅塵。承載床兩側應安設導料擋煤板，防止大塊煤在卸載時側向滾落。

4 結束

該裝置先后在西銘礦、馬蘭礦、西曲礦、官地礦等地質條件有斷層構造的皮帶運輸巷道內使用，徹底解決了皮帶機膠帶飄帶撒煤、膠帶跑偏等不安全現象。同時也節省了一部皮帶機轉載的投入成本。實現無人值守，故障現象少，安裝維護簡單方便。取得了良好的社會經濟效益。不足之處是:該裝置“S”折彎處要消耗掉皮帶機一些功率，這個阻力主要來自兩個改向滾筒折彎與承載床導料板與輸送帶之間的摩擦阻力:

式中:

FN—彎曲阻力，N;

FNb—物料在裝載段導料板側壁上的摩擦阻力，N;

FNd—輸送帶繞經滾筒的彎曲阻力，N。

根據《礦井運輸提升》查表求得FNb=182 N，d500 滾筒FNd=44.1 N，所以，FN=358.4 N。根據公式:1 kgf=9.81 N，1 kgf·m/s=9.81 W

得:358.4/9.8=36 kgf，皮帶機帶速為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。故要在較長的運輸巷道內與上坡，坡度較大時使用時要考慮這個阻力因素。