新景礦帶式輸送機尾煤清理裝置優化

馬奇凱

（華陽集團 新景礦，山西 陽泉 045000）

1 概 況

帶式輸送機具有設備結構簡單、維護成本低、傳送距離長、可靠性能好、可連續性運輸、物料適應性強等優點，在煤炭生產領域應用廣泛，主要由托輥、側擋輥、傳動滾筒、改向滾筒、驅動機構、機架等構成。煤炭企業工作面多采用帶式輸送機作為物料輸送設備，但由于井下工況差，物料運輸距離長，加之帶式輸送機長時間連續作業，很容易在運行中出現一些問題。若不能及時消除，會造成帶式輸送機故障，影響生產。如皮帶在輸送煤炭過程中會出現撒料現象，傳統的尾煤清理裝置清理效果欠佳，因此本文以新景礦15304 工作面DTL120/150/2×315 型帶式輸送機為研究對象，對帶式輸送機尾煤清理裝置進行改造。

2 存在的問題

新景礦15304 工作面井下位于蘆南15 號煤采區東部，西為15305 工作面（未掘），南為采區大巷，東為15303 工作面（已采），北為80117 工作面（已采），故15304 工作面井下相對位置及鄰近采掘情況對該工作面掘進期間無影響。15304 工作面所掘15 號煤層賦存穩定，結構復雜，常發育有2 層夾石。煤層以鏡煤、亮煤為主，內生裂隙發育，含少量黃鐵礦結核。煤層厚度5.50～7.33 m，平均6.45 m，煤的堅固性系數f=1.35～1.5。15304工作面在實際回采期間，DTL120/150/2×315 型帶式輸送機經常出現尾煤清理裝置清理效果較差的問題，占用大量人力物力。

2.1 帶式輸送機結構參數

新景礦煤炭年產能約450 萬t，井下煤炭運輸設備以帶式輸送機為主，以實現連續性輸送，為煤炭持續生產奠定了基礎。新景礦15304 工作面帶式輸送機型號為DTL120/150/2×315，如圖1 所示，配置有2 臺電機，電機額定功率315 kW/ 臺。15304 工作面在運行中，尾煤煤渣不可避免的粘在輸送帶上，經常造成帶式輸送機性能降低。帶式輸送機主要參數如下：

2.2 帶式輸送機尾煤渣清理裝置結構、原理

傳統的帶式輸送機尾煤清理主要依靠刮板完成，通過調整刮板與滾筒間隙實現，其結構如圖2所示。由圖2 可知，尾煤清理機構主要由滾筒、刮板、連接件（螺栓）構成。該機構可實現對皮帶上的尾煤清理，俗稱刮煤板/ 刮料板，通常厚度6 mm，寬度和托輥寬度相同。刮料板利用可調節螺栓進行固定，可根據刮板清煤情況，利用螺栓調節刮板與滾筒的間隙，實現較好的清理效果。

圖2 傳統帶式輸送機尾煤清理裝置結構示意Fig.2 Structure of the traditional belt conveyor tail coal cleaning device

2.3 煤渣清理裝置存在的問題

新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機在尾部安裝煤渣清理裝置，刮板連接在機架上，利用滾筒的轉動實現煤渣清除。理論而言，刮板與托輥間的距離和清理效果呈反比例關系。但在實際操作中，刮板與托輥的間距調整較為困難，完全依靠人工和經驗，無法滿足煤渣清理理想效果，具體表現如下。

（1）無法精確控制刮板至滾筒的間距。經驗表明，刮板與滾筒間隙在1～2 mm 時，清理煤渣效果顯著，并且不會對皮帶等部件產生劃痕。但是滾筒和刮板的寬度通常較大，其平行度不易控制，一旦存在傾角，就會局部增加刮板與滾筒的間隙，影響煤渣清理效果；同理，空間較小的部分，會造成刮板與滾筒的接觸或碰撞，刮傷皮帶表面，存在安全隱患。

（2）新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機在實際運行中，刮板由于清理物料的不均勻性，刮板的磨損程度不均。通過實際總結分析發現，皮帶中部的煤渣較多，兩側的相對較少，造成刮板中部磨損嚴重，兩側較弱。加之刮板難以進行有效檢測，因此當中部磨損較多時，清理效果就會下降。

（3）煤渣清除效果不佳時，需要進行手工清理。井下工況較差，空間較小，操作者在進行清理作業時，往往因空間問題，死角部位難以清理，同時也存在傷人的安全隱患。

3 煤渣清理裝置優化改進

3.1 優化后的清煤裝置工作原理

為提高清理效果，延長帶式輸送機的使用壽命，決定對新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機清理裝置進行優化改造，改為高壓風清掃煤渣裝置。改進后的尾煤清理裝置如圖3 所示。

圖3 改進后的帶式輸送機滾筒清理裝置Fig.3 Improved belt conveyor drum cleaning device

改進后的帶式輸送機尾煤清理裝置主要由電磁閥、過濾減壓閥、進風管道、風管等部件組成。帶式輸送機在運行期間，尾煤裝置隨之啟動，電磁閥打開，管道處于開位狀態，高壓風順著管路流入風管，在出口氣流與輥軸呈45°夾角，利用高壓風清理皮帶、托輥表面的煤渣，提高帶式輸送機使用壽命。該結構與帶式輸送機間距較大，不會對帶式輸送機造成任何損傷。

帶式輸送機在運行的過程中，煤渣高壓風清掃裝置將附著在皮帶表面煤渣吹掃干凈，煤渣通過溜槽進入特定的出料皮帶，結構如圖4 所示。尾煤清理裝置主要由動力裝置、聯軸器、清煤皮帶等構成，通過皮帶將煤渣輸送至指定地點進行處理。

圖4 機尾清理裝置結構Fig.4 Structure of tail cleaning device

3.2 清煤裝置的動力系統選擇

由于井下設備的須為本安型設備，考慮到成本因素，煤渣清理裝置盡可能的簡單化，電力系統采用現有設備，以降低電力設備投入成本。

通過對新景礦現場的實際考察，決定將液壓泵站改為帶式輸送機的動力源。改造后的煤渣輸送皮帶運行速度設定為2 m/s，同時依據煤渣量、皮帶長度等，通過理論計算并結合現場，確定泵站的動力參數：

4 應用效果分析

新景礦在2021 年3 月改造15304 工作面1 號輸煤皮帶的清煤裝置，經過3 個月的運行，清理效果顯著，帶式輸送機托輥基本無附著煤渣，同時清煤裝置未對帶式輸送機造成任何損壞，降低了操作者勞動強度，因此決定對其他類似輸煤皮帶清煤裝置進行改造。2021 年6 月投用，運行至今，除進行日常維護保養外，未發生任何故障，帶式輸送機煤渣清理效果顯著，沒有造成皮帶損傷，提高了皮帶的使用壽命，減少了設備維護工作量，為帶式輸送機安全運行奠定基礎。

5 結 語

通過對新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機實際運行中尾煤清理效果進行分析，決定對其進行優化改造。通過分析研究，改造為高壓風清掃煤渣裝置，并以新景礦井下原有液壓泵站作為動力源，降低了清煤裝置改造的成本。優化后的清煤裝置無須與皮帶、托輥等直接接觸，避免皮帶、托輥過度磨損，從而降低帶式輸送機的故障率。清煤裝置全部投入使用后，運行效果良好，清理效果顯著，且無需人工清理煤渣，降低了工人勞動強度，提高了帶式輸送機操作安全性，具有推廣價值。