礦用帶式輸送機(jī)跑偏分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)

劉建龍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司， 山西 大同 037031）

引言

帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸能力大、維護(hù)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、成本費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于煤礦井下采掘工作面內(nèi)，主要用于煤矸運(yùn)輸，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于輸送機(jī)安裝質(zhì)量不合格、輸送機(jī)結(jié)構(gòu)不合理等導(dǎo)致輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。帶式輸送機(jī)一旦出現(xiàn)跑偏，首先降低了輸送機(jī)運(yùn)輸效率，導(dǎo)致巷道內(nèi)撒煤量大，加大了人工清煤勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏后輸送帶磨損嚴(yán)重，很容易出現(xiàn)斷帶事故，增加了輸送機(jī)維修成本費(fèi)用。本文以白洞礦2106巷內(nèi)安裝的SSJ-800 型帶式輸送機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)巷道掘進(jìn)期間帶式輸送機(jī)跑偏原因進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

1 2106 巷概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)白洞礦業(yè)公司2106 巷井下位置位于301 盤(pán)區(qū)南部，北部為實(shí)煤區(qū)，西部為盤(pán)區(qū)回風(fēng)巷、軌道巷和皮帶巷，南部為已采的8108 工作面，東部為礦界煤柱。工作面掘進(jìn)走向?yàn)樽晕飨驏|，開(kāi)口位置位于南部皮帶巷[1-3]。

2106 巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1 298 m（從軌道巷口起）。該巷為矩形斷面，巷寬5.2 m，巷高為3.5 m。沿5 號(hào)煤層底板掘進(jìn)，煤層平均厚度為10.85 m，平均傾角為6°，煤層普遍有5～8 層夾石，夾石厚一般為0.20～0.40 m，夾石斷斷續(xù)續(xù)，不穩(wěn)定，煤層頂?shù)装鍘r性如表1 所示。

2106 巷采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝，巷道采用EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，巷道內(nèi)安裝一臺(tái)SSJ-800 型帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤矸運(yùn)輸，截至目前巷道已掘進(jìn)520 m，巷道在前期掘進(jìn)期間，由于帶式輸送機(jī)安裝不到位、輸送機(jī)結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，造成巷道內(nèi)撒煤量大，每班需安排5～7 名清理工對(duì)巷道內(nèi)浮煤進(jìn)行清理，同時(shí)由于輸送帶跑偏，造成輸送帶磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)8 起斷帶事故，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)22.9 萬(wàn)元。

2 帶式輸送機(jī)跑偏原因分析及調(diào)偏方案

2.1 跑偏原因

在巷道掘進(jìn)過(guò)程中帶式輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏主要原因是輸送帶在運(yùn)輸物料過(guò)程中受外力作用，導(dǎo)致輸送帶在橫向的矢量和不為0，或者輸送帶在垂直方向受力不均，從而導(dǎo)致帶式輸送機(jī)滾筒、托輥對(duì)輸送帶產(chǎn)生一個(gè)偏向作用力，從而造成輸送帶向受力一側(cè)跑偏。

帶式輸送機(jī)跑偏原因具體有以下幾方面：

1）由于輸送機(jī)長(zhǎng)期使用磨損嚴(yán)重或者輸送帶接頭不正，導(dǎo)致輸送帶在運(yùn)輸物料時(shí)所受張拉力不均勻，造成輸送帶跑偏；

2）帶式輸送機(jī)在安裝時(shí)由于各類(lèi)滾筒與托輥中心線不在同一條水平線上，以及機(jī)架中心線的垂直度不符合安裝要求，導(dǎo)致滾筒、托輥對(duì)輸送帶橫向產(chǎn)生側(cè)應(yīng)力，從而導(dǎo)致輸送帶跑偏；

3）由于輸送機(jī)滾筒曲徑不一致，滾筒對(duì)輸送帶產(chǎn)生的摩擦力不一致，輸送機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中機(jī)架振動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)架傾斜，以及在卸載物料時(shí)，高速物料對(duì)輸送帶產(chǎn)生沖擊作用等，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)跑偏。

2.2 調(diào)偏方案

通過(guò)對(duì)帶式輸送機(jī)跑偏分析發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機(jī)跑偏規(guī)律為“跑緊不跑松、跑大不跑小、跑前不跑后”。目前我國(guó)采掘工作面帶式輸送機(jī)防跑偏措施主要包括調(diào)整托輥法、調(diào)整滾筒法。

調(diào)整托輥法是指調(diào)整輸送機(jī)托輥位置從而實(shí)現(xiàn)調(diào)偏，輸送機(jī)托輥兩側(cè)安裝位置設(shè)計(jì)為可活動(dòng)的方孔，當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏時(shí)，根據(jù)“跑前不跑后”的原則，對(duì)輸送帶跑偏一側(cè)的托輥前移，托輥另一側(cè)向后移動(dòng)。

調(diào)整滾筒法是指當(dāng)輸送帶在滾筒處出現(xiàn)跑偏時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)滾筒位置實(shí)現(xiàn)糾偏，當(dāng)輸送帶向一側(cè)跑偏時(shí)，該側(cè)滾筒先向前移動(dòng)，另一側(cè)向后移動(dòng)，若輸送帶在尾部出現(xiàn)跑偏時(shí)，調(diào)整方向與之相反，如圖1 所示。

圖1 調(diào)整滾筒法進(jìn)行帶式輸送機(jī)糾偏示意圖

3 帶式輸送機(jī)優(yōu)化改進(jìn)及應(yīng)用分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，輸送帶跑偏主要是因?yàn)槭芰Σ痪斐傻模ㄟ^(guò)調(diào)整托輥、滾筒進(jìn)行糾偏是一方面，另一方面還需對(duì)輸送機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

3.1 減小輸送帶張力

垂直輸送帶方向的拉應(yīng)力主要表現(xiàn)為輸送帶張緊力，輸送機(jī)在安裝時(shí)應(yīng)對(duì)輸送帶承載區(qū)最小張力點(diǎn)處輸送帶的垂直度進(jìn)行校核，從而保證張緊力適宜；所以為了防止拉應(yīng)力不均勻現(xiàn)象，在輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)減小輸送帶張拉力，可減小輸送機(jī)托輥數(shù)量以及托輥之間間距。

3.2 減小橫向沖擊力

造成帶式輸送機(jī)跑偏的另一個(gè)原因是輸送帶在橫向存在應(yīng)力，除了輸送機(jī)在安裝、制造、操作維護(hù)外，相鄰兩個(gè)水平帶式輸送機(jī)卸料時(shí)對(duì)輸送帶產(chǎn)生的沖擊力是造成輸送帶跑偏的主要原因之一。在物料卸載時(shí)高速煤流會(huì)對(duì)輸送帶產(chǎn)生一個(gè)沖擊作用力，該沖擊作用力與輸送帶運(yùn)行方向一致，不會(huì)造成輸送帶跑偏，但是在實(shí)際卸料過(guò)程中，該沖擊力與輸送帶運(yùn)行方向不完全一致，存在夾角，從而導(dǎo)致沖擊力的分力沿輸送帶橫向方向，造成輸送帶跑偏，所以可對(duì)上水平輸送機(jī)機(jī)頭處安裝下料擋板以及給料溜管，如圖2所示；下料擋板可調(diào)節(jié)角度，下料擋板主要作用是對(duì)上水平輸送機(jī)卸載的煤流進(jìn)行減速，減速后的煤流通過(guò)給料溜管進(jìn)入下水平輸送帶中心位置，從而避免高速煤流沖擊作用。

圖2 帶式輸送機(jī)搭接點(diǎn)下料擋板以及給料管安裝示意圖

3.3 安裝側(cè)擋跑偏托輥

由于受帶式輸送機(jī)制造、安裝、磨損等，帶式輸送機(jī)必然要出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，通過(guò)采取防跑偏措施可以降低輸送機(jī)跑偏故障率；所以通過(guò)技術(shù)研究，在原帶式輸送機(jī)跑偏托輥的基礎(chǔ)上安裝一套側(cè)擋跑偏托輥，側(cè)擋跑偏托輥安裝在輸送機(jī)機(jī)架上，帶式輸送機(jī)每隔4～5 組托輥安裝一組側(cè)擋跑偏托輥，側(cè)擋跑偏托輥安裝角度應(yīng)大于普通調(diào)偏托輥安裝角度，當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)小范圍跑偏時(shí)，可通過(guò)調(diào)偏托輥進(jìn)行調(diào)偏，當(dāng)輸送機(jī)跑偏范圍大時(shí)可通過(guò)側(cè)擋跑偏托輥進(jìn)行調(diào)整。

3.4 實(shí)際應(yīng)用效果分析

截止2021 年9 月12 日2106 巷已掘進(jìn)到位，通過(guò)8 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，巷道SSJ-800 型帶式輸送機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后，跑偏現(xiàn)象得到有效改善，輸送機(jī)跑偏事故率由原來(lái)的19%降低為5%以下，輸送機(jī)維修費(fèi)用減少了20 余萬(wàn)元，而且未發(fā)生一起因帶式輸送機(jī)跑偏導(dǎo)致輸送帶斷帶等事故；同時(shí)帶式輸送機(jī)跑偏現(xiàn)象得到有效控制后，減少了巷道內(nèi)撒煤量，每班只需一人對(duì)巷道浮煤進(jìn)行清理即可，大大降低了人工清煤勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度[4]。

4 結(jié)論

1）合理增加上托輥數(shù)量并減小下托輥的布置間距，能夠有效減少輸送帶張力，從而保證輸送帶張力分布均勻，避免輸送帶跑偏。

2）通過(guò)對(duì)輸送機(jī)搭接點(diǎn)安裝調(diào)節(jié)板以及導(dǎo)料槽后，有效降低了煤流速度，保證煤流在指定位置進(jìn)行卸載，避免了高速煤流對(duì)輸送帶沖擊作用。

3）對(duì)帶式輸送機(jī)安裝側(cè)擋跑偏托輥后，能夠?qū)斔蛶Т蠓秶芷鸬接行Э刂疲瑴p小輸送帶跑偏現(xiàn)象。