陳子林，王登化

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有煤礦皮帶運(yùn)輸、安裝和回收工藝落后，其安全性差、勞動(dòng)強(qiáng)度高及生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，提出采用煤礦現(xiàn)有鏟運(yùn)機(jī)工作裝置的更改設(shè)計(jì)，研制皮帶卷帶收放裝置，可使皮帶的運(yùn)輸、安裝和回收更加方便快捷、安全可靠，大大提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，可實(shí)現(xiàn)較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鏟運(yùn)機(jī);皮帶卷帶;收放裝置;安全可靠

中圖分類號(hào)：TH222 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）23-66-03

Preliminary Discussion on Belt Replacement Device in Coal Mine*

Chen Zilin1，2， Wang Denghua1，2

（ 1.Jiangxi Vocational College of Mechanical & Electrical Technology， Jiangxi Nanchang 330013;

2.Jiangsu Key Laboratory of Coal Mine Explosion Proof Vehicles， Jiangsu Changzhou 213023 ）

Abstract： In view of the existing coal mine belt transport， installation and recycling process， its poor security， high labor intensity and the disadvantage of low efficiency， coal mine is presented in this paper the present equipment of scraper change design， developed belt take-up device， release can make the belt transport， installation and recycling more convenient and quick， safe and reliable， greatly improving the production efficiency， reduce labor intensity and production cost， can achieve higher social and economic benefits.

Keywords： Scraper; Belt take-up; Retracting and retracting device; Safe and reliable

CLC NO.： TH222 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-66-03

引言

煤礦上的主運(yùn)輸主要使用皮帶輸送機(jī)，可在煤炭采掘、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程中均可使用。運(yùn)輸量大、承載能力強(qiáng)、工作環(huán)境復(fù)雜以及運(yùn)輸距離較長(zhǎng)是煤礦用皮帶輸送機(jī)的顯著特點(diǎn)。在我國(guó)的主要產(chǎn)煤區(qū)使用廣泛，如山西、陜西、內(nèi)蒙等地。煤礦用皮帶輸送機(jī)同樣也適用在其它礦產(chǎn)的生產(chǎn)加工過(guò)程中。關(guān)于能耗方面，相比汽車運(yùn)輸方式而言，更環(huán)保，能耗有效減少，經(jīng)濟(jì)效益提高明顯。

煤礦用皮帶輸送機(jī)依靠摩擦力來(lái)傳送煤炭等物質(zhì)，主要由皮帶、機(jī)架、電機(jī)、制動(dòng)裝置、清掃保護(hù)裝置等組成，其中皮帶用于運(yùn)輸是主要的組成部件，它還起到了牽引滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，確保皮帶安全平穩(wěn)正常運(yùn)行的是機(jī)架，皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)與聯(lián)軸節(jié)和減速機(jī)構(gòu)成，制動(dòng)裝置可保證皮帶機(jī)正常制動(dòng)停機(jī)和緊急制動(dòng)，清掃保護(hù)裝置則是對(duì)皮帶進(jìn)行清掃，以避免部分碎料長(zhǎng)時(shí)間停留在皮帶上。煤礦皮帶機(jī)是由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，然后依靠滾筒與皮帶之間的摩擦力帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成運(yùn)輸任務(wù)。煤礦用皮帶輸送機(jī)一般24小時(shí)作業(yè)，而皮帶在工作中難免斷裂而不能使用。因此，煤礦用皮帶快速更換裝置的研發(fā)很有必要。

1 煤礦用皮帶故障及成因分析

煤礦生產(chǎn)任務(wù)是相當(dāng)繁重的，因此，皮帶機(jī)往往是日夜不斷的運(yùn)行，致使橡膠表面磨損很嚴(yán)重，內(nèi)部鋼絲細(xì)繩出現(xiàn)腐蝕和斷絲現(xiàn)象，從而膠帶的韌性降低，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，如果突然受到大的卡阻，導(dǎo)致膠帶所受的壓力增大，造成皮帶突然斷裂。還有可能是膠帶接頭發(fā)生損毀或是變形，膠帶超長(zhǎng)使用或老化嚴(yán)重，在膠帶跑偏的情況下，還容易造成膠帶所受壓力過(guò)大，運(yùn)送的物品直接砸到皮帶上，導(dǎo)致皮帶斷裂。皮帶斷裂同樣也會(huì)引起生產(chǎn)事故，給礦工的生命安全帶來(lái)威脅。皮帶一旦斷裂便不能再使用了。

一旦發(fā)生皮帶拉斷事故較易發(fā)生人員傷亡事故，形成重大安全隱患，會(huì)影響整個(gè)煤礦的生產(chǎn)運(yùn)行。斷裂成因有：皮帶老化、磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致皮帶性能變差，皮帶機(jī)尾渣塊清理不干凈，造成皮帶阻力增大等。

2 煤礦用皮帶的更換

皮帶斷裂是生產(chǎn)事故，屬二類安全事故。如何盡快地更換損壞的皮帶，恢復(fù)生產(chǎn)，消除安全隱患十分重要。

2.1 煤礦用皮帶更換裝置的現(xiàn)狀

我國(guó)是世界儲(chǔ)煤大國(guó)，煤炭資源豐富。皮帶運(yùn)輸機(jī)在煤炭采掘、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、加工過(guò)程中起到主要作用，在我國(guó)的主要產(chǎn)煤區(qū)廣泛使用。皮帶輸送機(jī)顯著特點(diǎn)是運(yùn)輸量大、工作環(huán)境復(fù)雜、承載能力強(qiáng)以及運(yùn)輸距離較長(zhǎng)。

2.1.1 煤礦用皮帶安裝

煤礦設(shè)備中對(duì)皮帶安全的要求，煤礦井下安裝皮帶輸送機(jī)要求測(cè)出機(jī)巷皮帶中心線及皮帶機(jī)頭滾筒中心線，定出皮帶基礎(chǔ)高度。要求皮帶中心線每間隔1米給一個(gè)點(diǎn)。準(zhǔn)備好皮帶安裝技術(shù)資料。1）設(shè)備與人員準(zhǔn)備：皮帶各部件必須檢修完好、數(shù)量夠;工器具必須準(zhǔn)備齊全;施工人員必須是專人，且必須熟悉設(shè)備性能及工作原理;2）安裝方法與順序：首先將皮帶雙層沿著機(jī)巷鋪開(kāi)，然后按照安裝順序進(jìn)行鋪設(shè)，皮帶架安裝好后，將皮帶接頭做好并用通條連接，且將中部皮帶上架，機(jī)頭、機(jī)尾滾筒皮帶同時(shí)穿好。主、副滾筒穿皮帶時(shí)，首先將電機(jī)供電接通，然后通過(guò)點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，并經(jīng)人力配合穿好皮帶。皮帶安裝中心線必須保證與測(cè)量放的皮帶中心線相重合，以確保安裝質(zhì)量，制做符合標(biāo)準(zhǔn)要求的皮帶扣;3）運(yùn)輸方法：采用電機(jī)車和-絞車配合運(yùn)輸。

在安裝皮帶機(jī)大件（卸載滾筒、傳動(dòng)部件）時(shí)，必須用3臺(tái)以上5t葫蘆起吊安裝，并由1臺(tái)葫蘆留繩。皮帶機(jī)頭安裝期間，運(yùn)煤上山的皮帶嚴(yán)禁開(kāi)車，并安排專人監(jiān)護(hù);起吊皮帶捆時(shí)，施工人員要注意站位，嚴(yán)禁站在皮帶捆兩側(cè)和葫蘆鏈可能甩出方向。皮帶捆處要設(shè)專人觀察，且觀察人員站位要安全。絞車拖放皮帶時(shí)人員要躲至安全地點(diǎn)，待絞車停止后才能繼續(xù)施工，皮帶頭與鋼絲繩要連接牢固，信號(hào)傳遞要清晰，絞車司機(jī)必須精力集中，不能有馬虎的心態(tài)。

安裝皮帶機(jī)中間部份時(shí)要嚴(yán)格按照中線施工，確保偏差不大于50mm，遇巷道不平時(shí)應(yīng)采取臥底和墊吊的方法保證皮帶機(jī)安裝完成后不跑偏。

接通電控系統(tǒng)及信號(hào)和保護(hù)裝置，按照施工要求將機(jī)頭、機(jī)尾固定部份留好穩(wěn)繩。向各潤(rùn)滑部位注以合格適量的潤(rùn)滑油脂，按照完好標(biāo)準(zhǔn)對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行全面檢查。然后通電試車，將皮帶機(jī)張緊調(diào)正。

對(duì)帶拖移裝置的皮帶機(jī)要安裝齊機(jī)尾拖移錨固裝置，接齊供回液管路。試車前必須確保所有人員躲至安全地點(diǎn)，待工作人員發(fā)出信號(hào)后方可正式開(kāi)車。試車時(shí)如果發(fā)現(xiàn)皮帶打滑或是皮帶跑偏，必須立即停車。

2.1.2 煤礦用皮帶更換

煤礦用皮帶更換新皮帶時(shí)，舊皮帶也必須回收利用。近日，神東煤炭集團(tuán)石圪臺(tái)煤礦員工優(yōu)化改進(jìn)了配倉(cāng)膠帶機(jī)換帶工藝，通過(guò)使用JD-11.4型調(diào)度慢速絞車，高效更換了106帶面，歷時(shí)僅8小時(shí)，創(chuàng)下了配倉(cāng)皮帶更換用時(shí)新紀(jì)錄。

該工藝在回收舊帶面時(shí)，在靠近卸載處將皮帶固定牢靠，從上帶面斷開(kāi)，將絞車鋼絲繩與靠近機(jī)尾方向斷開(kāi)帶面接頭連接牢固，啟動(dòng)絞車，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠絞車動(dòng)力，將帶面從滾筒之間抽出。進(jìn)新帶面時(shí)，將新帶面整卷吊起，可沿軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，絞車鋼絲繩按照帶面運(yùn)行方向連接至新帶面接頭，并固定牢靠，啟動(dòng)絞車，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠絞車動(dòng)力，將新帶面從滾筒之間穿入至機(jī)頭卸載部后停止，再將絞車鋼絲繩穿過(guò)滑輪和新帶面接頭連接固定牢靠，啟動(dòng)絞車，將帶面拉至上帶面合適位置，固定牢靠。如此一來(lái)，便能手動(dòng)控制絞車，使皮帶自動(dòng)“出入”，讓換帶工作更加輕松，快捷又安全。

如上所述，該工藝雖有改進(jìn)，但在更換用時(shí)上還是過(guò)長(zhǎng)，效率低，嚴(yán)重影響了煤礦生產(chǎn)效率，與高產(chǎn)高效的要求是相悖的。

2.2 煤礦用皮帶更換裝置的初步探討

現(xiàn)代煤礦高產(chǎn)高效的主要運(yùn)輸設(shè)備就是皮帶運(yùn)輸機(jī)。但由于煤礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過(guò)程中皮帶運(yùn)煤量不均勻。高速運(yùn)行時(shí)極容易發(fā)生低負(fù)荷與零負(fù)荷的情況，嚴(yán)重磨損傳動(dòng)部件，導(dǎo)致電能的巨大浪費(fèi)，眾所周知，皮帶運(yùn)輸機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中是不能中斷運(yùn)行的。煤礦井下皮帶自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦的應(yīng)用也日趨廣泛，著實(shí)提高了礦井工作效率，達(dá)到了減員增效，生產(chǎn)安全可靠性也得到提高，調(diào)度室綜合調(diào)度指揮也方便，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守作業(yè)，對(duì)煤礦科技水平的提升意義重大。

煤礦企業(yè)皮帶運(yùn)輸設(shè)備的工作效率直接影響企業(yè)的安全與穩(wěn)定。皮帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦企業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)的重要設(shè)備，由于受到工作環(huán)境、操作不當(dāng)?shù)雀鞣N因素的影響，皮帶運(yùn)輸機(jī)在工作過(guò)程中往往容易發(fā)生故障，不僅影響工作的正常進(jìn)行，還會(huì)造成一定的安全隱患，給煤礦企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響。如前所述，皮帶運(yùn)輸機(jī)在工作過(guò)程中，皮帶斷裂也是常有的事，皮帶一旦斷裂便不能再使用了，因此，此時(shí)必須對(duì)皮帶進(jìn)行更換，而目前對(duì)于煤礦用皮帶的更換回收工藝落后，其安全性差、勞動(dòng)強(qiáng)度高且效率低下，為此，研制高效安全的皮帶更換裝置迫在眉睫，在礦上調(diào)研分析基礎(chǔ)上，提出如圖1所示的解決方案。

圖1 ?總體方案結(jié)構(gòu)

1-皮帶卷帶收放裝置;2-鏟運(yùn)機(jī)快換裝置;3-鏟運(yùn)機(jī)

總體方案結(jié)構(gòu)由三大部份組成，即鏟運(yùn)機(jī)、皮帶卷帶收放裝置與鏟運(yùn)機(jī)快換裝置。設(shè)計(jì)皮帶卷帶收放裝置，它通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)快換裝置與鏟運(yùn)機(jī)快速連接，通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行，可方便的將皮帶卷筒定位到安裝要求的位置、舉升到不同的安裝要求高度，實(shí)現(xiàn)不同高度的皮帶收放和安裝。新皮帶安裝完成后，還可快速回收舊皮帶，通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸?shù)街付ǖ胤健?/p>

皮帶安裝作業(yè)結(jié)束后，鏟運(yùn)機(jī)可以快速連接其它工作裝置進(jìn)行其它作業(yè)。

3 小結(jié)

現(xiàn)有的煤礦用皮帶運(yùn)輸、安裝和回收工藝落后，其安全性差、勞動(dòng)強(qiáng)度高，且生產(chǎn)效率低，提出研制皮帶卷帶收放裝置，可與礦用鏟運(yùn)機(jī)快速連接的開(kāi)發(fā)思路，這樣可實(shí)現(xiàn)皮帶的運(yùn)輸、安裝和回收更加方便快捷、安全可靠，大大提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，同時(shí)，由于更改設(shè)計(jì)成本低，故具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此外，還擴(kuò)展了煤礦現(xiàn)有鏟運(yùn)機(jī)的性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 李清榮.煤礦皮帶機(jī)常見(jiàn)故障分析及對(duì)策處理[J].煤礦現(xiàn)代化， 2016， 130（1）：102-104.

[2] 郝富春. PLC在煤礦井下皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013，32（9）：13-14.

[3] 王登化.WJ-12FB多功能防爆柴油鏟運(yùn)機(jī)的研制[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2017（20）：132-134.