陜西郭家河煤業主井二部皮帶機更換膠帶新工藝與應用研究

蔡衛星，王 巍

（陜西郭家河煤業有限責任公司，陜西麟游 721500）

1 概況

陜西郭家河煤業有限公司于2007年12月底成立，其中徐州礦務集團為第一大股東，占有股份60%，陜西省煤田地質局占有32.5%，寶雞市政府控股7.5%，礦井配套建設選煤廠及污水處理廠等，總投資為40億元。陜西郭家河煤業有限責任公司堅持“低消耗、高效率、生態環保”的科學發展建井理念，按照“國際一流，國內領先”的要求，以設備、技術、管理一流，資源節約和綜合利用一流，環境保護一流為目標，努力建設本質安全化、智能化、生態化的中國煤炭工業首家第4代煤礦。郭家河井田位于陜西省麟游縣北部，行政區劃屬丈八、招賢、天堂和兩亭4個鄉鎮管轄。井田東西長約14.8km，南北寬約8.4km，面積約94.7km2，呈不規則矩形。可采煤層為2煤和3煤，2煤層為局部可采，厚度0.25～13.45m，平均2.62m，為不穩定煤層；3煤層大部分可采，厚度1.23～22.94m，平均11.49m，為較穩定煤層。本井田擁有工業資源/儲量629.86Mt，可采儲量為429.00Mt。按生產能力為5.0Mt/a計算，考慮1.40的備用系數，礦井的服務年限為61.3a。

郭家河井田劃分為3個盤區。首采區Ⅰ盤區，為礦井采掘活動集中在Ⅰ盤區東、西兩翼。礦井是一井一面的生產布局，回采工作面為單翼采煤。

陜西郭家河煤業有限責任公司設計年產500萬噸/年，于2011年3月投產，從2011年生產以來，原煤產量逐年遞增，預計今年原煤產量將增至600萬噸，所生產的原煤全部經主井皮帶機運輸至地面，因此皮帶運輸是原煤運輸的根本保證。郭家河煤業有限責任公司原煤運輸系統情況：首先原煤從工作面生產出經順槽皮帶機運輸至兩翼盤區皮帶機，再經主井皮帶系統運至地面，最后經倉上刮板機卸載至3座儲煤約10萬噸的原煤倉內，然后井選煤廠轉運、篩選，裝車銷售。

主井運煤運輸系統共2部刮板機，5條皮帶機，其中地面1部皮帶機，主井2部皮帶機，東西兩翼分別安裝1部皮帶機，具體參數如下：

主井1部皮帶機參數：型號：DTL160/300/3×1400，運輸能力3000t/h，裝機功率：3×1400kW，運輸長度1956m，寬度1.6m，膠帶速度4.5m/s。

主井2部皮帶機參數：型號：DTL160/300/3×1400，運輸能力3000t/h，裝機功率：3×1400kW，運輸長度：2175m，寬度1.6m，膠帶速度4.5m/s。

Ⅰ盤區東翼皮帶機參數：型號：DTL160/300/2×1400，運輸能力 3000t/h，功率：2×1400kW，設計長度 1800m，，寬度 1.6m，膠帶速度4.5m/s。

Ⅰ盤區西翼皮帶機參數：型號：DTL160/30/4×1000，運輸能力3000t/h，裝機功率：4×1020kW，設計長度1800m，寬度1.6m，膠帶速度4.5m/s，輸送機傾角6°。

1305工作面順槽皮帶機型號：DTL140/200/3×560，輸送能力2000t/h，帶速4.5m/s，送輸長度2150m，PVG整芯阻燃膠帶型號PVG2000S，帶寬1.4m。

2 問題的提出

礦井主運輸系統的2部皮帶機，運輸距離達2175m，上運傾角7°。第一，膠帶鋪設上去后容易下滑，直接給安全造成威脅。第二，5條新膠帶要提前運輸至現場后，再在有限的空間內全部硫化成一條整體后，再進行鋪設，但是，皮帶機尾后方由于空間有限，導致無法進入新膠帶，致使新膠帶沒有空間存放。第三，新膠帶如果鋪設在舊膠帶上，造成舊膠帶導出困難（膠帶為80kg/m）。第四，更換下的舊膠帶無法在井下盤卷，造成回收運輸困難。第五，時間短，任務重，必須在有限的48小時內同時進行鋪設、硫化熱補2個接頭等諸多工作。

3 施工方案

根據現場實際情況，采取用舊膠帶運送新膠帶方案，具體包括：確定將新膠帶全部存放在主副井聯巷（該聯巷道長度約25m），并提前在主井機道內安裝一臺20t回柱絞車，便于鋪設新膠帶和回收舊膠帶，在聯絡巷主井側拐角處加裝膠帶導向斜輥，并提前將皮帶機H架拆除四架，將縱梁用鋼絲繩與上方的托管梁連接好，保證膠帶能安全運行。將拆除H架處每3m安裝一個導向立輥，這樣能保證新膠帶鋪設上去后平穩、安全的運行。同時提前將新膠帶全部硫化成一條整體，便于鋪設膠帶。將提前硫化好的新膠帶通過導向斜輥用回柱絞車牽引入皮帶機道內，再用人員鋪設在皮帶機的下膠帶上，用自制加工的專用夾板將新舊膠帶固定在一起，然后低速（0.8m/s）開動膠帶機，接頭處全程安排專人跟蹤，機道每100m急停語音報警處安排專人值守，便于跟接頭人員發現異常時，能夠通過信號聯系及時停車。新膠帶接頭通過機尾，運行至硫化熱補地點后，停下皮帶機，松掉張緊絞車，讓膠帶自然下垂，用自制加工的專用卡子將上下段膠帶兩側各用3副卡子將上下膠帶卡在一起，并將卡子固定專用立柱鋼梁上，這樣能夠有效保證膠帶不下滑。然后切斷舊膠帶硫化熱補完畢后，緊張緊絞車，運行皮帶機至正常。由于新膠帶鋪設在下膠帶上，通過運轉，上膠帶硫化點后，舊膠帶完全鋪設在新膠帶上，出舊膠帶時，直接用回柱絞車牽引舊膠帶，并依然疊放在六聯巷內。然后用40t鏟車將舊膠帶（切割成50m/根）回收上井至廢料場存放。更換完畢后，運行效果非常好。

4 取得效果

4.1 安全效益

自建礦以來，首次對主井皮帶系統進行更換膠帶，為今后更換其他幾部皮帶機膠帶奠定了良好的經驗基礎，具體體現在以下幾個方面：

（1）在皮帶機運輸距離長，傾角大，膠帶自重下垂力度大，2個地點同時切斷膠帶等諸多不安全感因素下，有效地杜絕了膠帶下滑現象的發生。

（2）由于巷道空間狹小，還要預留出硫化熱補的空間，存放膠帶多的情況下，能夠在安全的前提下保證膠帶的順利鋪設。

（3）改變以往先將新舊膠帶硫化成一條整體再鋪設的工作思路，首次采用在下膠帶上鋪設新膠帶，將新膠帶全部鋪設上去后，再進行硫化熱補，同時還有效地保證出舊膠帶順利進行，提高工作效率，節約時間達24h有余。

（4）由于膠帶自重大，想在有限的時間和空間內將膠帶盤成卷狀，非常困難，且舊膠帶已經報廢，根據上述情況，將膠帶截斷為每50m一根，用40t鏟車向井上拖運，保證運輸安全。

（5）以往都是先將新舊膠帶逐條逐根的硫化鋪設，逐條逐根的將舊膠帶牽出，最后合龍門，這樣既耽誤時間，工作程序又復雜，且需要時間長，安全還得不到有效的保障。

通過上述經驗的總結，改變以往的工作方法，既提高了工作效率，又節約了時間，且安全得到有效的保障，因此此工作經驗值得全面推廣使用。

4.2 經濟效益

郭家河煤業原煤產量，提前一天完成任務，按日產2萬噸原煤計算，原煤單價按350元/噸，2萬噸*350元=700萬元。通過計算得出：合計提高效益700萬元，效果非常明顯，效益良好。且有效地保證了掘進進尺，為礦井的生產接續提供了保障。

5 創新點

（1）在時間短、任務重、人員緊缺的情況下，改變了傳統的工作思路保證了更換膠帶的順利進行。

（2）首次在我礦主運輸皮帶系統中進行更換膠帶，為今后更換膠帶提供了良好經驗借鑒的基礎。

（3）取得的安全效果和經濟效益非常明顯。

（4）降低生產成本，提高工作效率，優化工作流程。