大傾角強(qiáng)力帶式輸送機(jī)輸送帶快速更換施工工藝的研究與應(yīng)用

郭路軍 杜松陽(yáng)

（永城煤電控股集團(tuán)有限公司豐陽(yáng)煤礦，河南 登封 452470）

豐陽(yáng)煤礦主斜井強(qiáng)力帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)著全礦井的煤矸運(yùn)輸任務(wù)，更換輸送帶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)組織。因此，采用的施工方法[1-4]必須能在滿足施工安全的前提下縮短工期。

1 工程概況

1.1 施工環(huán)境簡(jiǎn)介

豐陽(yáng)煤礦主斜井傾角26°，巷道斷面4.2 m×3.6 m，井筒斜長(zhǎng)1200 m，為機(jī)軌合一巷道。巷道西側(cè)安裝有一部型號(hào)DTC100/45/3×450 的深槽型大傾角強(qiáng)力帶式輸送機(jī)，負(fù)責(zé)將井下+70 m、-16 m 水平原煤及矸石運(yùn)至地面；東側(cè)為單碼軌道運(yùn)輸，安裝有一臺(tái)型號(hào)JK2.5/30 單滾筒纏繞式提升機(jī)，提升能力60 kN，提升機(jī)使用的鋼絲繩Φ24.5 mm。

1.2 強(qiáng)力帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介

強(qiáng)力帶式輸送機(jī)型號(hào)DTC100/45/3×450，運(yùn)輸距離1250 m，共410 架，帶速2.6 m/s，帶寬1 m，運(yùn)輸量為450 t/h，總裝機(jī)功率1350 kW，采用機(jī)尾重錘跑車式張緊，使用YNRQD450 的液粘軟啟動(dòng)裝置，帶式輸送機(jī)沿線全部安裝有防滾矸護(hù)罩，使用的輸送帶型號(hào)為ST/S4500 鋼絲繩芯阻燃輸送帶，輸送帶自重56 kg/m，硫化接頭采用三級(jí)斜角搭接方式，硫化接頭長(zhǎng)度3 m。

2 施工方法

（1）確定需要更換的輸送帶位置并做標(biāo)記，標(biāo)記處下端（朝機(jī)尾方向）的承載面皮帶和部分回程皮帶為需要更換的輸送帶，具體長(zhǎng)度以需要更換的輸送帶長(zhǎng)度為準(zhǔn)。

（2）將輸送帶從標(biāo)記處斷開(kāi)，再將新輸送帶首端與斷開(kāi)處（朝機(jī)頭方向）一端的輸送帶接頭對(duì)接硫化。

（3）硫化結(jié)束后使用強(qiáng)力帶式輸送機(jī)自身驅(qū)動(dòng)裝置作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力帶動(dòng)新輸送帶，使用主斜井絞車提供必要的拉力牽引需要更換的舊輸送帶，在兩者配合下使得強(qiáng)力帶式輸送機(jī)以小于0.5 m/s 的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，將新輸送帶牽引至上槽型架，將舊輸送帶牽引至主斜井井筒軌道側(cè)。由于輸送帶自重大，舊輸送帶必須分段牽引、層疊擺放并固定。

（4）在舊輸送帶全部拉出后將輸送帶斷開(kāi)，最后將新輸送帶末端與斷開(kāi)處的輸送帶接頭對(duì)接硫化。

（5）硫化接頭冷卻期間將井筒中的舊輸送帶逐段拉至井底車場(chǎng)裝車回收。

3 施工工序

（1）施工前，將新輸送帶裝車入井，提前在-16 m 水平大巷車場(chǎng)對(duì)接硫化，并運(yùn)至圖1 所示的輸送帶存放位置。

（2）施工前，按圖1 要求安裝施工輔助設(shè)施，提前在斜巷硫化地點(diǎn)處的躲避硐安裝電氣設(shè)備。

圖1 施工輔助設(shè)施布置示意圖

（3）使用白色自噴漆標(biāo)記斷帶位置，當(dāng)白色標(biāo)記將要到達(dá)施工位置時(shí)，及時(shí)按下急停按鈕將其停在400#強(qiáng)力皮帶架處，然后通知專職電工將強(qiáng)力帶式輸送機(jī)1#、2#、3#高壓?jiǎn)?dòng)器開(kāi)關(guān)全部停電、閉鎖、掛停電牌、上密碼鎖。

（4）強(qiáng)力帶式輸送機(jī)停電后，先在強(qiáng)力帶式輸送機(jī)尾跑車兩側(cè)分別安裝1 臺(tái)5 t 倒鏈，將倒鏈的另一端固定在跑車上方的軌枕上，拉緊倒鏈將跑車固定。跑車固定到位后再拆除強(qiáng)力帶式輸送機(jī)395#～401#皮帶架的上槽型架、防護(hù)網(wǎng)及擋煤板。

（5）從井底車場(chǎng)護(hù)欄至強(qiáng)力皮帶401#架處安裝4 根Φ108 mm 且兩端帶法蘭盤的鋼管，該鋼管用于承載上拉時(shí)的新輸送帶。使用40T 雙鏈條先將鋼管兩端的法蘭盤分別捆扎緊后再吊掛在兩側(cè)的U型鋼棚棚梁上，吊掛高度從井底車場(chǎng)護(hù)欄處的1.5 m 逐漸平緩升高到-16 m 聯(lián)絡(luò)巷機(jī)頭處的2.2 m，鋼管平均間距3 m。安裝鋼管時(shí)將鋼管鋪設(shè)在主斜井絞車鋼絲繩下方。

（6）在401#皮帶架處的上帶安裝一道專用皮帶卡子，用Φ21.5 mm 的鋼絲繩套將皮帶卡子鎖死在皮帶架下的軌道上，然后將輸送帶從標(biāo)記處斷開(kāi)，在395#～400#皮帶架處搭設(shè)施工平臺(tái)并安裝硫化設(shè)備。

（7）將裝有新輸送帶的平板車運(yùn)至井底車場(chǎng)彎道處，將新輸送帶首端拉出并對(duì)折6～8 m，在輸送帶對(duì)折的中間穿一副Φ21.5 mm 鋼絲繩套，使用主斜井絞車將新輸送帶拉至硫化平臺(tái)處進(jìn)行斜巷第一次對(duì)接硫化。

（8）拆除硫化設(shè)備，使用Φ21.5 mm 的鋼絲繩套將主斜井絞車鉤頭與401#皮帶架處的上帶皮帶卡子連接并預(yù)緊，拆除固定該皮帶卡子的鋼絲繩套，然后在強(qiáng)力帶式輸送機(jī)和主斜井絞車的配合下使得強(qiáng)力帶式輸送機(jī)以小于0.5 m/s 速度運(yùn)行，將新輸送帶牽引至上槽型架，同時(shí)將舊輸送帶拉至井筒中的軌道上，每拉出80 m 舊輸送帶，就要從起始位置再拉一次。井筒中的輸送帶固定后層疊堆放，井筒中一次最多存放500 m 的舊輸送帶。

（9）舊輸送帶全部拉出后，在401#皮帶架的上帶搭設(shè)一道皮帶卡子將輸送帶鎖死并固定在U 型鋼棚腿上，然后將舊輸送帶預(yù)留8 m 的長(zhǎng)度后斷開(kāi)，進(jìn)行第二次對(duì)接硫化。

（10）第二次硫化結(jié)束后，拆除硫化設(shè)備及皮帶卡子，恢復(fù)硫化地點(diǎn)托輥架、托輥、防滾矸護(hù)網(wǎng)、擋煤板及強(qiáng)力皮帶沿線掉落的托輥，拆除固定機(jī)尾重錘跑車的倒鏈。全部安全確認(rèn)到位后強(qiáng)力帶式輸送機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行。

（11）使用SDJ-14 雙速絞車將舊輸送帶拉至井底車場(chǎng)東側(cè)直道上，每80 m 截一段，使用安裝的SDJ-14 絞車將直道上的舊輸送帶疊放在專用平板車上并固定。具體施工進(jìn)度見(jiàn)表1。

表1 施工組織進(jìn)度表

4 安全注意事項(xiàng)

（1）施工前，由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人對(duì)參與施工的人員進(jìn)行排查，狀態(tài)不佳或有高血壓的人員禁止參與施工，同時(shí)檢查施工人員的勞動(dòng)防護(hù)用品佩戴情況。

（2）施工前，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)本班工作內(nèi)容及安全注意事項(xiàng)，嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)。施工期間，井下現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人必須嚴(yán)格執(zhí)行交接班，交接清楚上班遺留的問(wèn)題。

（3）施工前，在與主斜井井筒連通巷道的入口設(shè)置警戒線，懸掛警示標(biāo)志，安排專人負(fù)責(zé)警戒。

（4）標(biāo)記斷帶位置前，要將強(qiáng)力皮帶拉空，斷帶位置定位后，要及時(shí)將強(qiáng)力帶式輸送機(jī)1#、2#、3#高壓?jiǎn)?dòng)器開(kāi)關(guān)全部停電、閉鎖、掛停電牌、上密碼鎖。

（5）停機(jī)后，在施工地點(diǎn)上方20 m 范圍內(nèi)搭設(shè)一道防滾矸篦子。施工期間，主斜井井筒中的施工人員必須嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人，行人不行車”制度。

（6）使用專用皮帶卡子固定輸送帶，將卡子上的固定螺栓擰緊，保證皮帶受力時(shí)卡子不松動(dòng)。

（7）施工期間，需要強(qiáng)力帶式輸送機(jī)及主斜井絞車運(yùn)行時(shí)，除必要的人員安排在井筒中的躲避硐外，其他人員要撤離至井筒以外的安全地點(diǎn)。

（8）施工期間，使用主斜井絞車向井筒中拉出的舊輸送帶長(zhǎng)度一次不能超過(guò)80 m。舊輸送帶被拉到指定位置后，先用皮帶卡子將舊輸送帶鎖緊，再用鋼絲繩套將皮帶卡子鎖在軌道上。井筒中堆積的舊輸送帶不能超過(guò)500 m，快要接近500 m 時(shí)，要及時(shí)將舊皮帶拉至井底車場(chǎng)。

（9）施工期間，裝有新輸送帶的平板車3 m范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。被牽引的新輸送帶速度超過(guò)0.5 m/s 時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人要及時(shí)按下強(qiáng)力帶式輸送機(jī)沿線閉鎖按鈕使其停機(jī)，同時(shí)喊話通知主斜井絞車信號(hào)工打點(diǎn)停車。

（10）安裝和拆除硫化設(shè)備，硫化設(shè)備的搬運(yùn)由專人負(fù)責(zé)。提前將搬運(yùn)人員分成2 組，每組5 人并指定小組負(fù)責(zé)人，4 人參與搬運(yùn)工作，1 人輪流替換。搬運(yùn)人員要保持平穩(wěn)的狀態(tài)，嚴(yán)禁私自放手，在上一組人員搬運(yùn)至施工地點(diǎn)后下一組人員才能開(kāi)始搬運(yùn)，嚴(yán)禁任何人站在被搬運(yùn)的硫化設(shè)備下方。

（11）硫化設(shè)備拆除后，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人必須檢查接頭的硫化效果，主要檢查接頭表面有無(wú)碳化、有無(wú)鼓包，硫化接頭的熟膠中有無(wú)氣泡。

（12）電工必須佩戴好高壓絕緣用具并站在絕緣平臺(tái)上才能操作強(qiáng)力帶式輸送機(jī)高壓?jiǎn)?dòng)器開(kāi)關(guān)的停、送電。

（13）施工結(jié)束后，及時(shí)打掃施工現(xiàn)場(chǎng)，回收施工工具、材料及雜物。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）在保證輸送帶安全運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢M可能選擇合適長(zhǎng)度的輸送帶來(lái)減少接頭數(shù)量。豐陽(yáng)煤礦使用的輸送帶為200～250 米/卷，同時(shí)要求廠家在輸送帶兩端各預(yù)留3 m 的鋼絲繩，減少剝頭時(shí)間。

（2）根據(jù)礦井自身實(shí)際情況盡可能選擇靠近機(jī)尾的位置為強(qiáng)力皮帶斷帶和接頭硫化位置。豐陽(yáng)煤礦選擇距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)尾約50 m 處的位置為強(qiáng)力皮帶斷帶和接頭硫化位置，接頭硫化位置為固定位置且只有一個(gè)。

（3）在更換輸送帶期間，強(qiáng)力帶式輸送機(jī)與絞車兩者的速度要一致，兩者速度不一致時(shí)會(huì)在機(jī)頭驅(qū)動(dòng)位置處產(chǎn)生多余下帶，并在自重影響下瞬時(shí)下滑產(chǎn)生巨大沖擊，會(huì)造成機(jī)械設(shè)備隱形損傷和下帶托輥掉落。

（4）使用本施工方法更換不同長(zhǎng)度的輸送帶時(shí)都要經(jīng)歷相同的施工步驟，因此在更換長(zhǎng)度600 m以上的輸送帶時(shí)更能體現(xiàn)出其施工工期短的優(yōu)勢(shì)。

（5）豐陽(yáng)煤礦主斜井強(qiáng)力帶式輸送機(jī)2009 年安裝投入使用，從2014 年至2020 年已累計(jì)更換輸送帶4500 m，曾在72 h 的施工時(shí)間內(nèi)一次成功更換輸送帶1000 m。