宋建楠

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

礦井帶式輸送機承擔(dān)著礦井的運輸工作，主要任務(wù)是將掘進及綜采工作面開采的煤炭運送到地面，然而在實際生產(chǎn)中，常常會出現(xiàn)大塊矸石未經(jīng)破碎運送到皮帶上，尤其是炮掘工作面掉落的大塊矸石由于硬度較大且破碎機無法破碎被直接運送到皮帶上，這些大塊矸石在經(jīng)過驅(qū)動部位時與滾筒及皮帶架發(fā)生卡塞，導(dǎo)致運輸機驅(qū)動電機功率增大，情況嚴重時會出現(xiàn)電機燒損及滾筒卷帶的情況，給后期檢修人員的工作造成巨大的阻礙。因此技術(shù)人員通過對生產(chǎn)線進行觀察，設(shè)計并安裝了一套全新的大塊矸石篩選裝置。

1 六盤區(qū)輔運巷概述

山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司六盤區(qū)輔運巷設(shè)計長度為4 042 m，巷道設(shè)計斷面規(guī)格為寬×高=5.5 m×5.35 m，巷道掘進煤層為3 號煤層，平均厚度為5.36 m；巷道采用一次成巷機械化作業(yè)方式。巷道掘進期間采用EBZ150A 型掘進機割煤后，通過機組鏟板鏟煤（巖），利用鏟板上的星輪旋轉(zhuǎn)將煤（巖）扒到掘進機小溜子上。煤（巖）通過小溜子運輸轉(zhuǎn)載機上后，通過轉(zhuǎn)載機皮帶運輸?shù)絊SJ-800 型帶式輸送機上運出工作面，截止目前巷道已掘進760 m。

由于輔運巷掘進的3 號煤層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，煤層內(nèi)含多層夾矸，多為炭質(zhì)泥巖，成層狀結(jié)構(gòu)，巷道在掘進期間產(chǎn)生大量大塊煤矸石，導(dǎo)致帶式輸送機在與煤矸期間，受大塊煤矸影響，輸送機皮帶磨損嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)撕帶事故，嚴重制約著巷道安全快速掘進。對此，機掘三隊通過技術(shù)研究，設(shè)計了一套帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置[1-3]。

2 大塊煤矸篩選裝置設(shè)計原理

1）該裝置通過紅外指向儀在皮帶被大塊矸石卡塞時及時將電源切斷，通過這種方式避免電機功率過高。

2）施工人員首先在皮帶“H”架的一端安裝一套紅外指向儀，在皮帶“H”架的另一端安裝一套紅外線感應(yīng)面板，如圖1 所示。

3）紅外線燈面板與控制箱一端通過一根電纜連接，控制箱另一端通過另一根電纜與皮帶機的電機相連，兩根電纜同時與控制器內(nèi)的控制面板連接，最后將輸送機的饋電開關(guān)與控制箱通過一根主線纜相連。

4）帶式輸送機在正常作業(yè)時可以根據(jù)人工設(shè)定的高度來調(diào)整選矸高度，通常煤矸石的設(shè)定高度為0.4 m，因此“H”架兩端上安裝紅外線發(fā)射器與紅外線感應(yīng)面板均要安裝到距離皮帶表面0.4 m 的高度。

5）帶式輸送機在通電的同時控制箱也對紅外線發(fā)射器與紅外線感應(yīng)面板供電，紅外線感應(yīng)面板會接收到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，聯(lián)鎖控制裝置能夠?qū)t外線控制面板及控制箱內(nèi)聯(lián)鎖控制面板進行聯(lián)鎖控制。

圖1 帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置結(jié)構(gòu)示意圖

6）當(dāng)皮帶正常運輸煤矸石時，小塊矸石在經(jīng)過激光發(fā)射器時由于高度較低不能阻擋紅外線，因此感應(yīng)面板會接收到紅外線信號，系統(tǒng)不會工作。當(dāng)有大塊矸石經(jīng)過紅外線發(fā)射器時，由于高度較高會阻擋紅外線，因此感應(yīng)面板接收不到紅外線信號，聯(lián)鎖控制裝置發(fā)生聯(lián)鎖反應(yīng)將皮帶的電源切斷，從而確保大塊矸石不會與皮帶架發(fā)生板卡，確保驅(qū)動電機不會燒損。

7）通過對皮帶機的運輸速度計算，決定在皮帶機頭卸載滾筒后15 m 處安裝該套裝置，按照主運輸皮帶4 m/s 的速度計算，即使當(dāng)大塊矸石阻擋紅外線發(fā)射且聯(lián)鎖裝置及時將驅(qū)動電機電源切斷后，由于皮帶上運送的物料重量大且速度快，物料仍會在慣性的作用下向前移動一段距離，按照托輥與皮帶摩擦系數(shù)0.03 計算，即使切斷電源后皮帶仍會向前運動14 m 后才能停止，此時大塊兒的煤矸石正好在皮帶頭位置，工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)并采取措施進行處理。

3 帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置優(yōu)缺點

3.1 優(yōu)點

1）在皮帶上安裝該套篩選裝置能夠有效確保大塊矸石與皮帶架發(fā)生板卡，從而避免了驅(qū)動電機發(fā)生燒損的概率。

2）該套裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、占地面積小、安裝方法簡單、安全性高、穩(wěn)定性強等優(yōu)點，可以根據(jù)皮帶的煤量與皮帶的運輸速度在任何位置進行安裝，適用范圍較廣。

3）裝置通過發(fā)射紅外線與感應(yīng)控制面板配合使用，具有高度的靈敏性，而且可以根據(jù)工作人員的設(shè)定對不同大小的矸石進行篩選，能夠根據(jù)工作面煤質(zhì)的特點進行篩選。

3.2 缺點

1）該裝置能夠?qū)Τ^高度的大塊矸石進行篩選，但有些矸石雖然高度不在篩選范圍內(nèi)，但寬度已經(jīng)超標也會與皮帶架發(fā)生板卡，導(dǎo)致驅(qū)動電機功率增大。

2）當(dāng)有大塊矸石經(jīng)過篩選裝置后聯(lián)鎖裝置會及時將驅(qū)動電機的電源切斷，但皮帶在開啟時需工作人員重新啟動電源，造成驅(qū)動電機啟動頻率較高，影響電機使用壽命，同時頻繁啟停皮帶機也會對產(chǎn)量造成一定影響[4-5]。

3）由于盤區(qū)皮帶運輸速度較快，對篩選裝置的靈敏度要求較高，一旦篩選裝置靈敏度下降或感應(yīng)面板上有粉塵會導(dǎo)致保護裝置不能起作用。

4）當(dāng)正常運輸?shù)钠Оl(fā)生跑偏后或安裝篩選裝置的“H”架發(fā)生變形，會導(dǎo)致感應(yīng)面板接不到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，導(dǎo)致保護裝置未動作。

4 應(yīng)用效果

2020 年2 月機掘三隊對輔運巷SSJ-800 帶式輸送機安裝一套帶式輸送機大塊煤矸篩選裝置。通過6 個月實際應(yīng)用效果來看，有效解決了傳統(tǒng)帶式輸送機在運輸煤矸時，受大塊矸石影響導(dǎo)致雙縮脲共計斷帶、跑偏等技術(shù)難題，故障率由原來的17%降低至4%，帶式輸送機維修費用降低了18.5 萬元，保證了掘進巷道安全、快速掘進，取得了顯著的安全、經(jīng)濟效益。