帶式輸送機底部積煤清理裝置設計與實踐

沈雪梅

（潞安職業技術學院，山西 潞安 046200）

0 引 言

帶式輸送機在礦井生產過程中作為主要運輸設備之一，其運行狀態和礦井的經濟效益息息相關。帶式輸送機具有運輸距離遠、運輸能力大、連續性強等優點，但在運輸過程中，受皮帶跑偏、載荷不均勻或皮帶上附著煤塵不能及時得到清理等因素影響，皮帶底部積煤嚴重，影響帶式輸送機的正常運行，導致設備磨損嚴重。近年來，由于皮帶積煤導致的重大傷亡事故時有發生，在煤礦生產中也是制約礦井安全的重要因素[1-9]。為了解決輸送機底部積煤問題，諸多專家學者進行了多方面的研究，并取得顯著的成果。在借鑒學習前人成果的基礎上，以王莊煤礦帶式輸送機的運行現狀為工程背景，設計開發了一種帶式輸送機底部積煤清理裝置，并在該礦帶式輸送機進行實踐，具有良好的清煤效果，進一步解放勞動力，提高生產率，減小事故率。

1 帶式輸送機運行現狀

王莊煤礦皮帶二隊共10部皮帶，經過現場調查，在目前輸送機運行的過程中，存在以下問題。

（1）帶式輸送機運輸距離長，如主運輸皮帶長3 km，由于支架偏托輥設置不合理、托輥支架具有不同程度的變形，在運輸過程中，皮帶以出現跑偏的現象，煤體灑落在皮帶沿線，堆積在皮帶底部。皮帶下的積煤不僅僅影響著正常的生產作業循環，對托輥、輸送帶的磨損，降低了帶式輸送機機械部件的使用壽命，導致提前更換設備[10]；皮帶底部積煤，有可能引起火災，嚴重威脅礦井安全。

（2）皮帶沿線積煤，堆積在皮帶底部，由于井下環境復雜，空間有限，極難清理干凈。積煤清理主要以人力清理為主，目前王莊煤礦皮帶下的積煤清理完全由人工用大鐵鍬清理，費工費時且效率低下，難以滿足生產需求。

2 底部積煤清理裝置設計

2.1 積煤清理裝置的組成和工作原理

依據王莊煤礦帶式輸送機積煤的問題，設計了底部積煤清理裝置，該套裝置主要由特種小推車、提升機、氣動液壓站3部分組成。特種小推車放置在皮帶底部可以行走，提升機放置在皮帶底部外側，氣動液壓站放置在皮帶一側可以沿軌道一側。針對已有的積煤清理裝置，該裝置具有集鏟、運、推、提一體化底煤清理的功能，適合于皮帶底部含有鐵絲、棉紗、油質、硬矸積煤的清理，同時其適用環境的功能增強。由于皮帶底部空間狹小，原有的積煤清理裝置無法進入皮帶底部，不能真正的徹底完成積煤清理，而特種小推車充分借鑒蟹爪式鑿巖機的蟹爪結構，中部加微型輸送帶，采用推斗往外推，這樣可以在不轉彎的情況下將犄角的積煤通過鏟斗輸送帶轉運到推斗這邊，可以最大限度的完成積煤清理。同時采用履帶行走，充分適應煤礦復雜地形。積煤清理裝置具體結構如圖1所示。

圖1 積煤清理裝置的組成Fig.1 Composition of coal cleaning device

底部積煤清理裝置設計的工作原理主要是，氣動液壓站通過外接高壓風管將壓縮空氣能轉化為液壓能，為泵站行走、小推車工作、提升機工作提供動力。小推車通過鏟斗將隱蔽處的鏟到中部輸送帶上，中部輸送帶將煤運至推斗前，推斗將煤推至寬敞路面。提升機將路面的積煤進一步提升至皮帶運走，完成一個清煤循環。

2.2 積煤清理裝置的工藝流程

為了該套底部積煤清理裝置能夠在生產過程中順利運行，按照其組成編制了專門的工藝流程圖，如圖2所示。

圖2 工藝流程示意Fig.2 Process flow diagram

特種作業小車采用前推、中運、后鏟的特殊工藝將積煤由狹小空間推至寬敞路面。鏟斗將積煤通過蟹爪旋轉、履帶推力將積煤鏟至中部輸送帶，中部輸送帶將積煤運至推斗前，推斗在履帶提供的推力下將積煤清理至寬敞路面。

提升機通過前置蟹爪式鏟斗將積煤鏟至提升機輸送帶，輸送帶將積煤提升至一定高度后由簸箕自溜到主運輸皮帶拉走，完成一個清煤循環。依次各架按此順序完成清煤工作。

氣動液壓站通過風管與井下靜壓風管連接，由風動馬達帶動油泵工作，油泵將高壓油預先儲存在4個蓄能器中供給整套設備動力能源。

2.3 適用場所及安全措施

2.3.1 積煤清理裝置的適用場所

與現有技術比較，該裝備采用一種全新的開放式的清煤過程，這樣受到煤矸粒度、檢修雜物、鐵絲棉紗等的影響很小，實用性強，加裝履帶行走可進一步提高設備的環境適應能力。

特種小推車：小推車采用履帶驅動，理論上45°傾角以下的坡度都可適用。受裝備尺寸影響，要求底皮帶距底板距離不小于50 cm。

提升機：坡度要求與小推車相似，只是提升高度不能大于2 m，否則容易傾倒。

2.3.2 積煤清理裝置的安全措施

由于積煤堆積在皮帶底部，井下環境復雜，空間有限，在使用該裝置時應注意安全。小推車在皮帶底部工作，皮帶運行中要注意推斗、鏟斗盡量不要觸及運行中的底皮帶。提升機作業時地形起伏不宜過大，防止傾倒，運行中人員站位適當，防止溜矸傷人。

3 現場使用效果

該套裝置在王莊煤礦91采區集中運輸皮帶試運作，很好的適應了王莊礦91集中運輸皮帶的工況，單部皮帶節省清煤人工3人，改善了皮帶維護環境。在使用該裝置后解決了輸送機積煤難清理、皮帶底部積煤導致火災及皮帶磨損的難題，并大幅度減少了帶式輸送機的維護人員，進一步解放了勞動力，提高了經濟效益，就目前輸送機維護人員崗位配備計算，每部皮帶減少專職清煤工每天3人，每人按平均工資每年8萬元，成本為3×8=24萬；皮帶二隊總共10部皮帶，成本為24×10=240萬，這僅為定崗人員，還有不定期組織的大規模清煤工作，人員的安全問題的得到了保障，為礦井生產筑起安全防火墻。

4 結 語

該清理裝置在王莊煤礦的使用效果良好，解決了輸送機積煤難清理、皮帶底部積煤導致火災及皮帶磨損嚴重的問題，改善了主運帶式輸送機的運行環境，具有較好的經濟價值和社會效益，在同類型礦井的帶式輸送機上可以推廣使用。