矸石充填工作面運矸皮帶機尾部適應性改造

【摘 要】我國首套一體式5米采高矸石充填支架，其充填需要的矸石是由一部帶式輸送機和一臺拋矸皮帶運送至工作面采空區的。為了解決拋矸皮帶出現的各種問題，我們對運矸皮帶機尾部進行了適應性技術改造，研制、加工出了一套運矸皮帶尾部組件。使矸石直接通過帶式輸送機運輸至支架后部的刮板輸送機上，甩掉拋矸皮帶，降低了人工成本，提高了生產效率。

【關鍵詞】矸石充填；帶式輸送機；皮帶機尾；改造

河北省邢東礦12212矸石充填工作面，在我國首次使用了采高為5米的一體式矸石充填支架。該工作面充填所用的矸石通過礦井運輸系統進入工作面后，相繼經過一體式矸石充填支架布置于運料巷的運矸帶式輸送機（后簡稱運矸皮帶）和拋矸帶式輸送機（后簡稱拋矸皮帶）運至支架后部的刮板輸送機（采空區），再由刮板輸送機在采空區內運送、下放矸石，再經支架后部的搗實機構對放下的矸石加以充填搗實，就達到了充填工作面采空區的目的。

在實際的使用過程中，我們發現拋矸皮帶諸多弊端：骨架用料單薄，強度不足；拋矸皮帶結構過于復雜，出煤時向外拖移困難；且其使用的電滾筒備用件少，不利于檢修維護等等，其存在嚴重制約該工作面的產煤效率。但是，若省去該運矸皮帶，原有的運矸皮帶又不能將矸石運至支架后部的刮板輸送機中。于是經過技術研討，我決定對皮帶機尾進行適應性改造，經過一番努力，就有了現在的運矸皮帶尾部組件。具體情況如下圖所示。

下面就該運矸皮帶尾部組件，進行詳細的分析介紹。

一、結構

該運矸皮帶尾部組件主要由兩部分組成，一是吊掛式皮帶機尾，二是落地緩沖架，兩部分由普通皮帶縱梁進行連接（用于支撐頂皮帶，底皮帶空載，不設支撐）。

吊掛式皮帶機尾，由三節組成，兩節之間用Φ22的加強螺絲進行連接。第一節的端頭搭接固定于后部刮板運輸機，第一二節間、第二三節間、第三節后端頭分別用鐵鏈吊掛于支架上。第一節主要用于固定和調節皮帶滾筒，由20mm厚的鐵板制成。將第一節兩側鐵板開豁口，皮帶滾筒放置在豁口內。在豁口內滾筒兩頭可以獨自前后滑動，用于調節皮帶跑偏。第二節由10#槽鋼構成，頂皮帶由皮帶緩沖輥托起（該種皮帶緩沖輥原用于帶式輸送機重型機尾上），底皮帶由普通皮帶底輥托起。第三節與第二節結構基本相同，只不過逐步放大頂底皮帶的間距，使之與普通皮帶H架相適應。

落地緩沖架為一個整體，高度稍高于普通皮帶H架。其上部縱梁是一整根開口向上的8#槽鋼，這樣設計是為了讓皮帶縱梁可以在槽鋼內自由滑動。落地緩沖架上下縱梁上分別焊有可以固定普通皮帶頂底輥的卡槽。

二、工作原理

（一）在矸石充填過程中，由于省去了一臺拋矸皮帶，所以在運輸矸石的時候，直接由一條皮帶運送矸石至支架后部的刮板運輸機上，省去了中間環節。

（二）采煤過程中，由于吊掛式皮帶機尾固定在支架上，所以它會隨支架一排一前移，固定在皮帶機尾上的縱梁也是一排一前移。這樣一來，只需將落地緩沖架加長就可以增加其預留量，從而減少移動落地緩沖架的次數。提高了出煤效率，在采煤過程中顯現出其優越性。

該工作面每循環推進2.1米（煤采煤機截深為0.7米，每循環產煤三刀），我們在設計時，參照皮帶縱梁長度是4米，皮帶機尾第三節和煤壁的距離2.5米，每個生產循環采煤三刀，再考慮到地質條件的不確定因素，所以將落地緩沖架的梁設定為4米。這樣一來，就可以充分保證皮帶縱梁在槽鋼內可以滑動一個循環，即一個產煤循環只需將落地緩沖架前移一次。并且在采煤過程中只需將皮帶松弛，待落地緩沖架前移后再將皮帶張緊，整個過程皮帶基本保持原樣，恢復起來相當容易。

三、內部小件

為了加強皮帶在皮帶機尾部運轉時的穩定性，在吊掛式皮帶機尾內部加工了諸多小件。

為了保證帶式輸送機在運轉過程中不跑偏，在吊掛式皮帶機尾第一節內、第三節端頭和落地緩沖架前端分別加設了防跑偏輥，由于頂底皮帶前后間距不同，這里分別使用了普通皮帶頂輥中間節和普通皮帶底輥。同時，將機尾滾筒軸兩端和兩個小千斤頂連接，這樣動動手把就可以迅速調節機尾滾筒狀態，調整皮帶防止跑偏。

為了保證在皮帶運行過程中，底皮帶不會因皮帶過緊而掀起，在機尾的前兩節中各加設一個壓帶輥，在機尾的第三節中加設兩個壓帶輥。

為了可以有效地清理附著在皮帶上的矸石碎渣，我們在機尾滾筒正下方，設計了一個可配合皮帶使用的條狀清掃器。在之前使用拋矸皮帶時我們發現，皮帶底輥上也會附著矸石碎渣。為了解決這一問題，我們調節了底輥和橫梁的固定位置，讓底輥和橫梁的間距很小，使底輥在旋轉過程中就將附著其上的矸石碎渣，在橫梁上刮蹭下來。經過實際的實驗，二者間距2cm為宜，過大則起不到刮蹭矸石碎渣的作用，過小容易因加工精度不足而使兩者相互磕絆。

由于這套皮帶機尾部組件橫跨工作面，人員需要在其下來回經過，所以在設計時，在吊掛式皮帶機尾底部加設掛鉤，必要時可以加設護網，防止掉落矸石傷人。

四、效果

改造后皮帶機尾部組件的優越性主要體現在以下四個方面：

（一）由于設計時就考慮到帶式輸送機和產煤的關系，這套皮帶機尾部組件可以做到一個循環拉移一次設備，甚至多個循環拉移一次設備，有效地提高了產煤效率，降低了勞動強度。

（二）由于省去了一臺設備，大大降低了設備檢修壓力、備件儲備壓力、電源負載壓力，而且由于省去了一個皮帶司機和一個皮帶機尾部看護工，也減少了施工人數，提高了施工效率。

（三）系統簡潔，結構簡單，兩個組件分工明確，原來的拋矸皮帶拉移一次需要5個人配合絞車才能完成拉移工作，現在如果有絞車兩個人就可以完成拉移工作，即便沒有絞車，4個人抬著，也就可以該項工作。

（四）皮帶機尾部組件，易于加工，用的都是普通的槽鋼、鐵板、通用的皮帶零部件，只需要電焊和氣割即可完成加工。也正因為這樣，現在正在使用的這套皮帶機尾部組件整體的加工費用僅為1萬余元。

矸石充填工作面在我國還在實驗開采過程中，尚未推廣開來。然而當煤礦行業面臨日益嚴峻的環保壓力和逐漸增長的搬遷費用時，充填采煤工藝就有了廣闊的發展空間。實驗開采的過程就是發現問題解決問題的過程，就是一步步進行改造的過程，關于運矸皮帶機尾部適應性改造正是在這一過程中發現并解決的問題。目前該皮帶機尾部組件運行良好，尚未發現問題，其應用有效地提高了整個矸石充填工作面的產煤效率。希望本文，對其他單位在進行矸石充填開采，可以有所幫助。