礦用帶式輸送機清掃裝置優化改進

呂曉攀

（晉能控股煤業集團雁崖煤業大同有限公司，山西 大同 037031）

引言

帶式輸送機是煤礦重要的運輸設備，主要通過環形輸送帶進行物料運輸。由于煤礦井下采掘施工過程中受噴霧降塵、頂板淋水等影響，原煤中含水率高，采用輸送機進行煤矸運輸過程中，大量煤泥附著在滾筒、膠帶上，從而導致輸送帶與滾筒之間的動摩擦力減小，輸送帶出現跑偏打滑現象，不僅影響著帶式輸送機正常運輸，而且輸送機長時間打滑、跑偏時，很容易造成斷帶等故障。傳統帶式輸送機主要在輸送帶下方安裝清掃裝置進行清煤，但是傳統清煤裝置清煤效果差、能耗高，對輸送帶磨損嚴重，達不到預期清理效果，所以本文重點闡述了一種新型帶式輸送機清掃裝置，并進行實際應用。

1 2201 工作面概況

晉能控股煤業集團雁崖煤業公司2201 巷為三盤區山2 號煤層8201 面輔運順槽，北東部為山2 號層盤區巷，北西部為8202 設計工作面，南東為8206 設計工作面，南西為山2 號煤層可采邊界。2201 巷設計長度為1 762 m，斷面高×寬=3.6 m×5.2 m，巷道掘進煤層為山2 號煤層，煤體結構簡單，預計煤厚總厚為1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夾矸1～2 層（0.15～0.4 m）。煤層走向北西，傾向南東，煤層結構簡單[1-3]。

2201 工作面采用綜合機械化掘進工藝，工作面在掘進過程中采用SSJ-800 型帶式輸送機進行煤矸運輸，截至目前巷道已掘進540 m。巷道在前期掘進過程中由于受掘進機內外噴霧、巷道噴霧降塵以及頂板淋頭水等影響，巷道掘進后煤矸內含大量煤泥水，帶式輸送機在運輸過程中，大量煤泥附著在滾筒、輸送帶以及托輥表面，導致輸送機出現跑偏打滑現象。據統計，2201 巷在前期掘進過程中，因輸送帶跑偏打滑導致輸送帶斷帶、電機燒毀共計6 起，經濟損失達32.8 萬元。

2 帶式輸送機清掃裝置優化

為了彌補帶式輸送機傳統清掃裝置主要存在的問題，提高輸送機運輸效率，決定對原清煤裝置進行優化改進。

2.1 設計方案

井下運輸過程中應根據輸送帶寬度設計清掃裝置，清掃裝置可對帶式輸送機進行二次清理，當帶式輸送機在運輸煤矸卸載過程中，輸送帶工作一側附著大量煤泥，此時采用清掃裝置進行清理；若第一次未清理干凈或者非工作一側輸送帶表面附著煤泥時進行尾部二次清理。

2.2 清掃裝置優化設計

優化后的清掃裝置主要分為機頭及機尾兩部分，機頭主要對輸送帶工作一側煤泥進行清理，機尾主要對非工作一側輸送帶表面煤泥進行清理。

2.2.1 機頭清掃裝置

1）帶式輸送機清掃裝置優化后在機頭原清掃裝置的基礎上安裝了一套傳統清掃裝置，該裝置主要由輸送帶、驅動滾筒、柔性清掃器、卸載滾筒、定位彈簧、定滑輪以及傳動帶等部分組成，如圖1 所示，其中柔性清掃器長度為1.5 m，兩端安裝托架固定在輸送機機架兩側，清掃器一端安裝一個定滑輪，定滑輪與清掃器軸承固定，定滑輪采用傳動帶與卸載滾筒一側的傳動輪環形連接，形成V 型傳動機構。當卸載滾筒轉動時帶動傳動輪轉動，傳動輪轉動后通過傳動帶帶動定滑輪轉動，定滑輪轉動后帶動清掃器，從而對輸送帶表面煤泥進行清理。

圖1 優化改進后機頭清掃裝置結構示意圖

2）通過圖1 可知，柔性清掃器主要利用表面毛刷對輸送帶表面煤泥進行有效清理，但是當輸送帶表面煤泥清理后輕柔清掃器仍處于高速運轉中，從而導致毛刷與輸送帶磨損嚴重。所以在清掃器上方安裝一個定位彈簧，當清掃器磨損量加大時，通過彈簧復位作用，將柔性清掃裝置提起，從而保證清掃裝置能夠與輸送帶完全接觸，保證清掃效果。該裝置最大優點是對輸送帶磨損量小，而且可連續運轉，清煤效果好，裝置制造簡單且維修費用低[4-6]。

2.2.2 機尾清掃裝置

1）機頭清掃裝置主要對輸送帶工作一側表面進行清理，但是在實際煤矸運輸過程中輸送帶非工作一側也會附著大量煤泥，導致輸送帶出現打滑跑偏現象，所以優化后決定在輸送機尾部安裝一個內側雙螺桿清掃裝置，該裝置主要由清煤刷、雙向螺桿、滑竿、主動輪、從動輪、導向塊、溜煤槽等部分組成，如圖2所示。雙向螺桿安裝在尾滾筒后側，間距為0.8 m，在雙向螺桿與尾滾筒之間安裝一個滑竿，滑竿上安裝一個清煤刷，清煤刷一端與雙向螺桿連接；在尾滾筒與雙向螺桿軸承一端分別安裝一個主從動輪，并采用傳動帶連接。

圖2 尾滾筒雙螺桿清掃裝置結構示意圖

2）帶式輸送機在運轉時尾滾筒帶動主動輪轉動，主動輪通過傳動帶帶動從動輪轉動，此時雙向螺桿旋轉，在旋轉過程中帶動清煤刷周期往返運動，清煤刷在運動過程中對滾筒表面附著的煤泥進行清理；清理下的煤泥通過溜煤槽滑落至輸送帶兩側，然后人工清理。與傳統清煤裝置相比，雙螺桿清掃裝置清煤效果好，對滾筒磨損小且煤矸人工清理安全系數高。

3 技術效果分析

3.1 清掃裝置材質選取

為了達到預期清煤效果，且對滾筒、輸送帶磨損量小，需合理選擇清掃裝置材質；對于機頭清掃裝置可采用PVC 材質或聚氨酯材質，清掃器設計為包膠托輥狀，在其外表安裝荊狀結構毛刷，該材質成本費用相對較低，而且具有韌性，不會對滾筒產生嚴重磨損作用；而尾滾筒清掃裝置清掃刷可同樣采用PVC或聚氨酯材質，但是清掃刷應根據滾筒曲面半徑設計成刷把結構，同時尾滾筒清掃裝置中的雙螺桿必須動作靈敏可靠，能夠及時對清掃刷進行雙向螺桿轉換，該部件需采用專用磨具澆筑而成，一旦損壞、變形，更換成本費用相對較高。

3.2 裝置安裝設計技術要求

1）機頭清掃裝置安裝技術要求。在安裝機頭清掃裝置時首先應合理確定安裝位置，由于機頭在卸載物料時出現震動現象，若清掃裝置安裝位置離卸載滾筒過近，輸送帶震動時會影響清煤效果，所以決定將機頭清掃裝置安裝在距卸載滾筒10 m 處。機頭清煤裝置采用托輥式結構，在安裝時應保證清煤裝置兩端位于同一個水平面上，兩端采用固定架固定在機頭大架上，定位彈簧必須確保具有足夠的復位能力，定期對復位彈簧進行檢查，必要時必須及時更換[7-8]。

2）機尾清掃裝置安裝技術要求。機尾清煤裝置安裝在上下輸送帶之間，為了保證安裝質量，裝置應固定在尾滾筒托架上，裝置中清煤刷安裝時必須與滾筒垂直布置，清煤刷與尾滾筒表面必須接觸，由于該裝置清煤刷不具有定位彈簧，在長時間清煤過程中清煤刷出現磨損現象，達不到預期清煤效果，所以必須定期對清煤刷磨損情況進行檢查，一旦發現清煤刷磨損嚴重時必須及時進行更換。

4 結語

2021 年3 月14 日對井下2201 巷SSJ-800 型帶式輸送機清煤裝置進行優化改進。截至2021 年10月，通過7 個月實際應用效果來看，帶式輸送機清煤裝置優化改進后，大大提高了帶式輸送機運輸煤矸穩定性，降低了輸送機跑偏、打滑現象，解決了原帶式輸送機因滾筒、輸送帶附著煤泥致使輸送帶跑偏打滑，導致輸送帶斷帶、電機燒毀等技術難題，取得了顯著應用成效。