火高天 孫發(fā)云 史選

摘要：窯煤海石灣煤礦主斜井坡度25°，使用兩臺(tái)DTL120/63/2×630型帶式輸送機(jī)配ST/S3150-1200（8+8.1+8）型鋼絲繩芯輸送帶，自投入運(yùn)行以來(lái)，存在輸送帶接頭制作頻次高、非傷亡影響多、在大傾角巷道中頻繁制作接頭及更換輸送帶作業(yè)時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)高，且實(shí)際運(yùn)煤量只有420t/h，遠(yuǎn)小于輸送機(jī)的額定運(yùn)輸能力，嚴(yán)重制約著礦井的原煤生產(chǎn)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為此，海石灣煤礦采用了高強(qiáng)度、低蠕變、重量輕、耐撕裂、節(jié)能環(huán)保的芳綸膠帶。與傳統(tǒng)的鋼絲繩相比，在帶強(qiáng)不降低的情況下，帶體重量減少23%，不僅減少了使用鋼絲繩芯輸送帶所帶來(lái)的運(yùn)行故障，也改善了膠帶機(jī)的運(yùn)行工況，大幅度提高了運(yùn)輸能力，為礦井長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。本文主要針對(duì)芳綸膠帶的應(yīng)用及日常維護(hù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：芳綸;更換;鋼絲繩芯;輸送帶;應(yīng)用;研究分析

1.引言

近年來(lái)，隨著輸送帶行業(yè)技術(shù)的不斷革新，芳綸輸送帶不斷在煤礦中推廣應(yīng)用，因其在相同強(qiáng)度下輸送帶更薄、重量更輕、卷曲長(zhǎng)度更長(zhǎng)、接頭制作方便、接頭數(shù)量少、防撕裂、抗沖擊、穩(wěn)定性好、不銹蝕、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于鋼絲繩芯輸送帶，受到越來(lái)越多煤礦企業(yè)的青睞，今后芳綸輸送帶勢(shì)必成為煤礦膠帶輸送機(jī)的主要選項(xiàng)。雖然芳綸輸送帶在煤礦使用越來(lái)越廣泛，但局限于在小傾角巷道或平巷使用，國(guó)內(nèi)尚未有在大傾角巷道使用該輸送帶的先例。海石灣煤礦在大傾角巷道中使用，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)先河，同時(shí)，更換輸送帶時(shí)使用的芳綸輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶硫化搭接技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)空白。

2.概述

海石灣煤礦主斜井一、二臺(tái)輸送機(jī)安裝坡度25°，使用DTL120/63/2×630型兩臺(tái)帶式輸送機(jī)搭接運(yùn)輸，單臺(tái)機(jī)長(zhǎng)L=873m，帶寬1.2m，帶速3.15m/s，額定運(yùn)輸量630t/h，承擔(dān)著井下原煤運(yùn)輸至地面煤倉(cāng)的重要任務(wù)。帶式輸送機(jī)自2012年4月投運(yùn)至2021年2月，運(yùn)行八年多的時(shí)間里，使用ST/S3150-1200（8+8.1+8）型鋼絲繩芯輸送帶（輸送帶重量51kg/m，輸送帶厚度24.1mm），存在輸送帶接頭多（兩臺(tái)23個(gè)）、部分輸送帶磨損嚴(yán)重、維修量大、非傷亡影響多等的問(wèn)題;且鋼絲繩芯輸送帶在大傾角工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易出現(xiàn)接頭鋼絲繩抽動(dòng)、斷繩，帶面鼓包、分層等問(wèn)題，造成極大的安全隱患，在大傾角斜巷頻繁制作接頭及更換輸送帶作業(yè)時(shí)存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，管理難度極大;同時(shí)因安裝角度大，接頭多，為了保證主要運(yùn)煤系統(tǒng)安全運(yùn)行，主斜井輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)輸量始終控制在420t/h，遠(yuǎn)小于輸送機(jī)的額定運(yùn)輸能力，嚴(yán)重制約著礦井原煤生產(chǎn)任務(wù)的完成和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為了解決以上制約礦井安全生產(chǎn)的突出問(wèn)題，提高主斜井運(yùn)煤系統(tǒng)的抗災(zāi)及運(yùn)輸能力，海石灣煤礦在經(jīng)過(guò)大量考察、研究、分析和論證的基礎(chǔ)上，決定使用近年來(lái)得到廣泛使用的高強(qiáng)度、低蠕變、重量輕、阻燃、耐撕裂、抗沖擊和壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保的芳綸膠帶。并于2021年2月一次性將主斜井一、二臺(tái)輸送機(jī)鋼絲繩芯輸送帶更換為DPPS4000-1200（8+8）型芳綸輸送帶，更換長(zhǎng)度3690米，輸送帶厚度22.3mm，輸送帶重量39kg/m，兩臺(tái)輸送機(jī)輸送帶接頭數(shù)量共計(jì)12個(gè)。

3.研究意義和目的

開(kāi)展本項(xiàng)目的研究，既是實(shí)際安全生產(chǎn)的需要，又是輸送帶領(lǐng)域應(yīng)用革新的重大突破，旨在確保芳綸輸送帶在大傾角巷道的安全使用。主要研究在同等條件下芳綸輸送帶與鋼絲繩芯輸送帶在使用過(guò)程中的具體情況，對(duì)比分析兩種不同類(lèi)型的輸送帶優(yōu)缺點(diǎn)，為礦井物料運(yùn)輸時(shí)使用載體的選擇提供可靠的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，具有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值和直接生產(chǎn)實(shí)際意義，同時(shí)具有良好的安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4.DPPS4000-1200（8+8）型芳綸輸送帶的應(yīng)用

4.1電動(dòng)機(jī)電流

空載運(yùn)行時(shí)電流20A，重載運(yùn)行時(shí)電流49A。

4.2電動(dòng)機(jī)功率

空載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)功率94KW，重載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)功率440KW。

4.3運(yùn)煤量

正常運(yùn)輸時(shí)運(yùn)煤量520t/h。

4.4輸送帶參數(shù)

輸送帶重量：39kg/m;輸送帶厚度：22.3mm。

5.輸送帶更換后各類(lèi)參數(shù)變化情況

5.1電動(dòng)機(jī)電流

空載運(yùn)行時(shí)降低4A、降低16.6%;重載運(yùn)行時(shí)增加3A、增加6%（運(yùn)煤量增加所致）。

5.2電動(dòng)機(jī)功率

空載運(yùn)行時(shí)降低24KW、降低20%;重載運(yùn)行時(shí)增加40KW、增加10%（運(yùn)煤量增加所致）。

5.3運(yùn)煤量

運(yùn)煤量增加100t/h。

5.4噸煤電耗

降低0.51KW.h/t、降低21.9%。

6.兩種輸送帶性能比較

6.1ST/S3150-1200（8+8.1+8）鋼絲繩芯輸送帶

易磨損、不耐腐蝕、防水及柔軟性能差，成槽性差;接頭鋼絲繩易抽動(dòng)、鼓包、斷繩、分層;輸送帶同比情況下更厚更重;更換輸送帶及重新制作接頭頻繁，維修率高，投用的人力、物力大，對(duì)原煤生產(chǎn)影響時(shí)間長(zhǎng)，且維修時(shí)斜巷作業(yè)人員多而集中，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，安全風(fēng)險(xiǎn)高，直接制約礦井安全生產(chǎn)，礦井安全和經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重沖擊。

6.2DPPS4000-1200（8+8）型芳綸輸送帶

6.2.1芳綸纖維具有超高強(qiáng)度、耐高溫、重量輕（便于運(yùn)輸、換帶）、延伸率小（自2月16日使用至2月26日：一臺(tái)輸送帶伸長(zhǎng)1802mm，伸長(zhǎng)率1.03‰，2月26日至今無(wú)變化;二臺(tái)輸送帶伸長(zhǎng)1948mm，伸長(zhǎng)率1.11‰，2月26日至今無(wú)變化）、不銹蝕和制作接頭方便等優(yōu)良性能，從芳綸輸送帶實(shí)際使用情況來(lái)看，能有效解決鋼絲繩芯輸送帶在使用過(guò)程中存在的一些弊病，如抗撕裂性差、耐水耐透能力差、彎曲性能較差等。

6.2.2輸送能力提升空間較大，同帶強(qiáng)同帶寬同蓋膠芳綸輸送帶比鋼絲繩芯輸送帶每米重量輕24%左右，在相同的驅(qū)動(dòng)情況下，使用芳綸輸送帶可有效提高輸送機(jī)的運(yùn)輸量。

6.2.3因輸送帶重量輕、帶體薄、強(qiáng)度高、耐曲折性能好，同樣安裝環(huán)境下，芳綸輸送帶單卷長(zhǎng)度更長(zhǎng)（主斜井鋼絲繩芯輸送帶單卷長(zhǎng)度200m，芳綸輸送帶單卷長(zhǎng)度400m），大大減少了安裝時(shí)輸送帶的接頭數(shù)量，從而降低輸送帶運(yùn)行維修量及因接頭多帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

7.取得的效果

我國(guó)很多煤礦因開(kāi)采水平加深，斜巷大傾角輸送機(jī)的應(yīng)用已很普遍，由于生產(chǎn)時(shí)間的制約和巷道條件的限制，更換膠帶存在諸多安全風(fēng)險(xiǎn)。海石灣煤礦主斜井一、二臺(tái)輸送機(jī)鋼絲繩芯輸送帶在更換施工過(guò)程中，方案合理，措施到位，短時(shí)間內(nèi)一次性按計(jì)劃將3690米鋼絲繩芯輸送帶更換為芳綸輸送帶，同時(shí)回收了鋼絲繩芯輸送帶。更換輸送帶過(guò)程中首次將不同類(lèi)型的芳綸輸送帶與鋼絲繩芯輸送帶搭接硫化，搭接硫化強(qiáng)度達(dá)到了鋼絲繩芯輸送帶強(qiáng)度的80%以上，完全滿足換帶要求，確保了安全施工，且此項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，對(duì)不同類(lèi)型膠帶更換具有參考意義。

實(shí)踐證明，芳綸輸送帶的性能和各項(xiàng)使用指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于鋼絲繩芯輸送帶，使用時(shí)更安全更可靠，便于管理，尤其適用于大傾角巷道，從實(shí)際使用和目前國(guó)內(nèi)使用情況來(lái)看，芳綸輸送帶取而代之鋼絲繩芯輸送帶勢(shì)必成為一種趨勢(shì)，將成為保障煤礦安全生產(chǎn)的利器之一。

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