高鵬翔

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司， 山西 大同 037031）

1 大斗溝礦5201 巷概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司5201 巷位于同忻三盤區(qū)，北東部為山2 號(hào)煤層盤區(qū)巷，北西部為8202 設(shè)計(jì)工作面，南東部為8206 設(shè)計(jì)工作面，南西部為山2 號(hào)煤層可采邊界。

5201 巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 179 m，巷道斷面規(guī)格為高×寬=3.6 m×5.2 m，從皮帶大巷開口，掘進(jìn)煤層為山西組2 號(hào)煤層，煤體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，預(yù)計(jì)煤厚總厚為1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夾矸1～2 層（0.15～0.40 m），煤層走向北西、傾向南東，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

5201 巷使用EBZ-260（H）型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)一次成巷，沿煤層底板掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)工序?yàn)椋航唤影喟踩珯z查、準(zhǔn)備→校對(duì)巷道中線推浮煤巖→（加皮帶）拉滑道伸皮帶→掘進(jìn)機(jī)割煤、運(yùn)煤→安全檢查→臨時(shí)支護(hù)→永久支護(hù)→掘進(jìn)機(jī)割煤進(jìn)入下一循環(huán)。巷道掘進(jìn)期間采用SSJ-800 型帶式輸送機(jī)運(yùn)煤，輸送機(jī)機(jī)頭與盤區(qū)帶式輸送機(jī)搭接；SSJ-800 型帶式輸送機(jī)主要由各類滾筒（卸載滾筒、主副滾筒、導(dǎo)向滾筒、尾滾筒）、各類保護(hù)裝置（跑偏、撕帶、溫度、堆煤、煙霧保護(hù)）、機(jī)頭大架、電機(jī)、減速機(jī)、H 架、阻燃輸送帶、張緊裝置、儲(chǔ)帶裝置等部分組成；輸送機(jī)帶寬為0.8 m，電機(jī)功率為40 kW，運(yùn)輸能力為1 500 t/h；5201 巷帶式輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，最大運(yùn)輸距離為800 m。

2 帶式輸送機(jī)運(yùn)輸現(xiàn)狀及跑偏機(jī)理

2.1 巷道帶式輸送機(jī)運(yùn)輸現(xiàn)狀

截至目前5201 巷已掘進(jìn)450 m，由于5201 巷在前期掘進(jìn)過(guò)程中共計(jì)揭露四條正斷層，斷層平均落差為0.7 m，平均傾角為52°，受斷層影響巷道煤層內(nèi)夾矸量增大，且以砂質(zhì)泥巖為主，受巷道內(nèi)煤矸及帶式輸送機(jī)安裝技術(shù)水平、帶式輸送機(jī)管理維護(hù)等影響，掘進(jìn)前期帶式輸送機(jī)共計(jì)發(fā)生7 起機(jī)電事故，其中斷帶3 起、電機(jī)燒毀1 起、H 架倒架3 起，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)30.5 萬(wàn)元。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)事故的主要原因是輸送帶跑偏[1-3]，使輸送帶在運(yùn)轉(zhuǎn)方向上受力不均，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，同時(shí)輸送帶出現(xiàn)跑偏時(shí)，輸送帶與托輥、滾筒之間摩擦嚴(yán)重，輸送機(jī)運(yùn)行負(fù)荷加大，導(dǎo)致輸送帶磨損嚴(yán)重、電機(jī)燒毀等。

2.2 帶式輸送機(jī)跑偏機(jī)理

2.2.1 安裝質(zhì)量不合格

5201 巷帶式輸送機(jī)由機(jī)掘隊(duì)組人員進(jìn)行安裝，由于安裝人員未進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，安裝輸送機(jī)時(shí)隨意性大且安裝前未現(xiàn)場(chǎng)給定輸送機(jī)中心線，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)在安裝過(guò)程中輸送機(jī)機(jī)頭安裝不牢固、輸送機(jī)卸載滾筒與尾滾筒軸線不平行等，造成帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸送帶側(cè)向受力不均。

2.2.2 托輥質(zhì)量不合格

5201 巷掘進(jìn)量為7.5 m/d，每班掘進(jìn)前需對(duì)帶式輸送機(jī)延尾，延尾長(zhǎng)度為9.0 m，延尾過(guò)程中需安裝三組H 架及上下托輥，而5201 巷內(nèi)采用的托輥為已掘巷道回收修復(fù)托輥，托輥破損嚴(yán)重、質(zhì)量不合格，托輥表面曲徑存在不一致現(xiàn)象，導(dǎo)致在輸送機(jī)運(yùn)輸物料時(shí)，托輥對(duì)輸送帶產(chǎn)生徑向摩擦力不一致，致使輸送帶朝摩擦力大的一側(cè)跑偏。

2.2.3 輸送帶張緊力不合適

5201 巷帶式輸送機(jī)每次延尾后由操作工對(duì)帶式輸送機(jī)張緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)人工調(diào)節(jié)方式不僅勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度、危險(xiǎn)系數(shù)高，而且調(diào)節(jié)精度低；若張緊力不足，帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸煤矸時(shí)，在煤矸重力作用下輸送帶受力不均出現(xiàn)跑偏；當(dāng)張緊力過(guò)大時(shí)，在物料作用下很容易出現(xiàn)斷帶事故。

2.2.4 輸送帶接頭不合格

5201 巷帶式輸送機(jī)每延一次機(jī)尾需加一節(jié)皮帶，皮帶與皮帶之間采用機(jī)械連接，輸送帶在對(duì)接過(guò)程中由于操作人員對(duì)兩側(cè)輸送帶對(duì)接不嚴(yán)，導(dǎo)致輸送帶連接后存在錯(cuò)位現(xiàn)象，輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不合格的輸送帶接頭在托輥摩擦作用下產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)力，輸送帶朝應(yīng)力一側(cè)跑偏，并伴隨著撕帶現(xiàn)象。

2.2.5 卸料不均

卸料不均是造成帶式輸送機(jī)跑偏的主要原因，當(dāng)相鄰兩部輸送機(jī)搭接時(shí)，且搭接點(diǎn)存在高差時(shí)，上輸送機(jī)物料在卸載過(guò)程中對(duì)下水平輸送帶產(chǎn)生沖擊作用力，沖擊作用力在水平、垂直方向存在一個(gè)分力，若水平分力指向輸送帶兩側(cè)時(shí)，輸送帶出現(xiàn)跑偏。

3 帶式輸送機(jī)跑偏預(yù)防措施

為了提高帶式輸送機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，控制帶式輸送機(jī)跑偏現(xiàn)象，機(jī)掘隊(duì)決定對(duì)5201 巷SSJ-800 型帶式輸送機(jī)采取若干項(xiàng)預(yù)防措施。

3.1 提高輸送機(jī)安裝工藝

為了保證輸送機(jī)安裝后平直且穩(wěn)固，帶式輸送機(jī)安裝前需對(duì)輸送機(jī)安裝底板浮煤進(jìn)行清理，并對(duì)松軟底板進(jìn)行硬化；輸送機(jī)在安裝時(shí)需對(duì)機(jī)頭部進(jìn)行施工，機(jī)頭采用四根地錨固定，保證機(jī)頭安裝后牢固可靠；輸送機(jī)安裝時(shí)必須由地測(cè)科現(xiàn)場(chǎng)給線，保證輸送機(jī)安裝后機(jī)頭卸載滾筒與尾滾筒平行，且與輸送帶中心線垂直。

3.2 加大輸送機(jī)檢修力度

帶式輸送機(jī)安裝后必須定期對(duì)帶式輸送機(jī)易損部件進(jìn)行檢查，特別是輸送機(jī)托輥，嚴(yán)禁使用破損、變形、斷裂托輥，并定期更換；檢修人員應(yīng)每班對(duì)輸送機(jī)電機(jī)與減速機(jī)連接部位潤(rùn)滑情況、磨損情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)連接軸承變形時(shí)及時(shí)更換；定期對(duì)輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)身及機(jī)尾部連接部位進(jìn)行檢查，確保輸送機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

3.3 安裝自動(dòng)張緊裝置

為了解決傳統(tǒng)輸送機(jī)張緊方式不合理、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)低等技術(shù)難題[4]，決定對(duì)5201 巷帶式輸送機(jī)安裝一套自動(dòng)液壓張緊裝置，該裝置主要由聯(lián)鎖開關(guān)、PLC 控制器、激光掃描儀、重力感應(yīng)裝置、各類游動(dòng)車等部分組成，如圖1 所示。自動(dòng)張緊裝置根據(jù)運(yùn)輸物料重量實(shí)現(xiàn)輸送帶張緊自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，具有自動(dòng)化水平高、張緊調(diào)節(jié)精度效果好及安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 帶式輸送機(jī)自動(dòng)張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3.4 優(yōu)化輸送帶對(duì)接工藝

輸送帶在對(duì)接前應(yīng)將對(duì)接輸送帶剪切平整，對(duì)接平面應(yīng)與輸送帶中心線垂直。為了避免傳統(tǒng)機(jī)械對(duì)接時(shí)對(duì)接不平整，對(duì)接后接口處存在鼓起現(xiàn)象，加大輸送帶磨損等現(xiàn)象，決定采用熱硫化的方式進(jìn)行輸送帶接口對(duì)接，從而有效提高接口對(duì)接水平。

3.5 降低煤流沖擊作用力

為了解決相鄰兩部輸送機(jī)對(duì)接處存在煤流卸載時(shí)沖擊跑偏現(xiàn)象[5]，決定對(duì)機(jī)頭處安裝煤流緩沖裝置。該裝置主要由金屬外殼和柔性接煤平臺(tái)組成，如圖2 所示。當(dāng)煤流進(jìn)入緩沖裝置后，通過(guò)與柔性接煤平臺(tái)相互撞擊，達(dá)到降低煤流速度的目的，保證煤流平穩(wěn)進(jìn)入下水平輸送機(jī)。

圖2 帶式輸送機(jī)煤流卸載緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

2020 年5 月大斗溝礦機(jī)掘隊(duì)對(duì)5201 巷帶式輸送機(jī)采取防跑偏措施，截至2020 年9 月通過(guò)4 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，帶式輸送機(jī)采取防跑偏預(yù)防措施后，5201 巷在后期回采過(guò)程中共計(jì)發(fā)生3 次斷帶事故，其中有1 次是因輸送機(jī)跑偏造成的。與前期回采相比，輸送機(jī)跑偏事故率降低了87%，預(yù)計(jì)全年可減少輸送機(jī)維修費(fèi)用達(dá)27.8 萬(wàn)元，有效保證了機(jī)掘巷道安全高效掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。