新型膠帶更換裝置在哈爾烏素露天煤礦選煤廠的應用

潘建峰

(中國神華哈爾烏素露天煤礦 選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300)

在我國煤炭行業中，目前主要采用膠帶輸送機對煤炭進行運輸。哈爾烏素露天煤礦選煤廠膠帶輸送機膠帶主要采用帆布和鋼絲膠帶，寬度規格主要有1.2、1.4、1.6、1.8、2及2.2 m。然而，這些膠帶經過長時間的運轉，會出現膠面老化現象。由于膠帶磨損且鋼絲損傷嚴重，使得膠帶表面張力分布發生變化，導致膠帶運行時發生偏斜。運行偏斜的膠帶邊緣在不斷的磨損下，鋼絲自動脫落，并且造成膠帶撕裂現象，從而進一步擴大破損范圍，使運行偏移現象更加嚴重，形成惡性循環，直至無法正常生產[1-3]。為了保障正常生產運輸，需要對膠帶輸送機的整條膠帶進行更換。由于選煤廠大多數膠帶輸送機分布在廠房內，空間狹小，更換施工難度大，且耗時比較長，因此研究設計制作一種新型膠帶輸送機膠帶更換裝置，以克服目前存在的更換缺陷，具有非常重要的實際應用價值。

1 膠帶輸送機膠帶更換方式及存在問題

選煤廠新膠帶更換前都是以整卷狀態包裝的，每卷的重量達幾噸。整卷新膠帶的更換過程一般采用如下方式：將整卷新膠帶通過大噸位吊裝鏈或者吊車舉起后，由人工用鐵絲或者卡緊片將新舊膠帶捆綁牢固，然后在膠帶輸送機的運轉傳動和卷揚機的拉力作用下，整卷膠帶以芯軸為中心旋轉，完成新膠帶安裝上機。這種更換方式存在如下問題：

(1)由于膠帶直接接觸面摩擦力很大，整卷膠帶在地面上滑動，極易發生偏移，影響安全，另外會損傷膠帶，而且新舊膠帶鏈接處極易發生拉脫。

(2)由于整卷新膠帶通過人力全部攤開，其準備工作需要大量時間，而且工作量大，占地面積大。

(3)整卷膠帶極易從吊裝鏈或吊車上掉下來，不僅影響工作效率，而且存在安全隱患。

(4)由于更換時要使用大噸位吊裝車作業，吊裝點拉伸高度比較高，受力點不均勻，膠帶容易發生偏移，極易拉傷或撕裂新膠帶，并存在較大安全隱患。

2 新型膠帶輸送機膠帶更換裝置的研制

2.1 結構特點

針對目前膠帶更換存在的問題，哈爾烏素露天煤礦選煤廠所研制了一種新型膠帶輸送機膠帶更換裝置。該裝置主要由更換支撐裝置和更換口引導輔助裝置兩部分組成。

(1)膠帶更換支撐裝置。膠帶輸送機膠帶更換支撐裝置是由兩個對稱支撐點布置搭接成為一組整體進行使用的，主要由支撐底座、支撐架、軸心座組成(圖1)。軸通過支撐架固定在底座上，用于承載新膠帶芯軸，軸承座為豎直的高強度耐磨鋼板，鋼板上邊緣開有半圓凹陷槽。

圖1 膠帶輸送機膠帶更換支撐裝置

(2)膠帶更換口引導輔助裝置。膠帶輸送機膠帶更換口引導輔助裝置由撐架、托輥及拉緊裝置組成(圖2)。該裝置具體包括為第一支撐架、第二支撐架、第一托輥及第二托輥。第一支撐架和第二支撐架分別用于相對固定膠帶輸送機的機架兩側；第一托輥和第二托輥的兩端分別設置在第一支撐架和第二支撐架上，第一托輥與第二托輥相互平行。可以根據膠帶輸送機機架型號更換適合的托輥。

圖2 膠帶輸送機膠帶更換口引導輔助裝置平面示意

2.2 工作原理

(1)膠帶輸送機膠帶更換支撐裝置工作原理。膠帶輸送機膠帶更換支撐裝置主要用槽鋼若干段制成矩形底座和斜面式支撐架、豎直支撐架(圖3)，其全部采用焊接工藝，底座為長方形，在支撐架頂部布置30 mm高強度耐磨梯形鋼板，并在梯形鋼板上邊緣開半徑90 mm的半圓凹槽。該裝置在外側布置斜向支撐槽鋼二根，而內側沒有，主要是方便膠帶落下并自由旋轉。更換膠帶時，首先將芯軸插入到整卷膠帶滾筒中心，用叉車或吊車將膠帶整卷抬起放在地面的支撐裝置上，芯軸兩頭均勻放在支撐裝置上的半圓凹槽內。當新舊膠帶連接后，在拉力的作用下，整卷膠帶以芯軸為支撐中心旋轉，裝置依靠自重和膠帶重量平穩支撐地面，不會發生打轉而造成位置移動，整卷膠帶可實現輕松上機更換，既縮短了膠帶更換時間，又能保證操作安全，膠帶自由旋轉摩擦力小，不會出現鏈接處的拉脫返工，提高了膠帶更換效率，特別是搶修和檢修時，更換方便快捷，且減少了大型吊裝機械的使用。

圖3 膠帶輸送機膠帶更換支撐裝置工作原理示意

圖4 膠帶輸送機膠帶更換引導輔助裝置工作原理

(2)膠帶輸送機膠帶更換引導輔助裝置工作原理。裝置的制作：用140 mm槽鋼制作固定支架兩個，10 mm厚鋼板制作6個固定底座，同時在固定底座上打好固定螺孔(用于支架與膠帶輸送機機架固定)，如圖4所示。以140 mm槽鋼制作4個固定托輥卡槽，可以根據膠帶輸送機機架型號，更換適合的托輥。在硫化、更換膠帶時，將膠帶輸送機輔助硫化穿膠帶輸送機架通過固定底座的固定螺孔固定在膠帶輸送機架上，梯形支架有助于固定支架的穩定性。兩個固定支架通過托輥、緊固加力鏈條連接(增強兩個固定支架穩定性)；托輥可更換型號，即膠帶輸送機輔助硫化穿膠帶機架，可以適用于任何膠帶更換、硫化。膠帶從兩托輥內側穿出，吊車在上方拖拽，避免膠帶與走廊上方開口處剮蹭，拖拽速度加快，硫化、更換膠帶時間明顯減少。

3 膠帶輸送機膠帶更換裝置應用效果

在膠帶輸送機膠帶更換時，配套使用膠帶更換支撐裝置和引導輔助裝置，整卷新膠帶實現了輕松上機更換，既縮短了膠帶更換時間，又提高了安全性，膠帶更換摩擦小，不會出現鏈接處拉脫及剮蹭，有效保證了膠帶的完好，特別是搶修時方便快捷，膠帶更換檢修效率明顯提高，降低了檢修人員的勞動強度。該技術廣泛適用于任何膠帶的更換及硫化，并且即使吊車在走廊的上方開口處拖拽，但由于有兩個托輥的引導和輔助，膠帶可以避免與開口發生剮蹭，保證了膠帶的完好。同時，大大減少了檢修人員的勞動強度，縮短了檢修時間，提高了檢修效率，增加了生產運行時間，提高了煤炭產量。目前該裝置已在哈爾烏素選煤廠和準能選煤廠大型膠帶輸送機膠帶更換中得到了很好的運用。

4 社會價值和經濟效益

膠帶輸送機膠帶更換裝置可實現整卷新膠帶輕松上機更換，使膠帶輸送機膠帶更換檢修效率提高了37%。哈爾烏素選煤廠現有28臺膠帶輸送機，膠帶平均5 a更換一次，每年平均更換膠帶5.6條，每次更換時間可縮短6 h，每年影響生產時間可縮短33.6 h；按每小時處理煤炭1 100 t計算，則每年可創效300多萬元。同時還避免了鏈接處發生拉脫及剮蹭問題，有效保證了膠帶的完好，特別是搶修時方便快捷。該裝置現已獲得國家實用新型專利，并在哈爾烏素選煤廠和準能選煤廠大型膠帶輸送機膠帶更換中得到了很好推廣應用。