黑文泉

(山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200)

0 引 言

本文研究的煤礦主井膠帶輸送機(jī)屬于牽引履帶機(jī)，此種卷帶機(jī)在使用后可及時(shí)成卷回收，從而實(shí)現(xiàn)在有效的工期內(nèi)安全、高效率地完成作業(yè)任務(wù)[1]。但由于目前要求的皮帶更換的工期越來(lái)越短，若是仍然采用舊皮帶牽引新皮帶的敷設(shè)方式，會(huì)造成皮帶敷設(shè)困難，且任務(wù)量繁重，需要連續(xù)作業(yè)才能完成皮帶抖放和更換工作。為了解決皮帶更換過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，本文在此次研究中，將提出一種全新的皮帶更換工藝，以此實(shí)現(xiàn)更換施工過(guò)程中的質(zhì)量與效率。

1 主井膠帶輸送機(jī)皮帶更換工藝設(shè)計(jì)

1.1 皮帶展放與硫化處理

展放皮帶的操作重點(diǎn)有兩個(gè)，一是正確對(duì)接皮帶工作面，防止扭帶；二是疊放皮帶時(shí)要注意受力情況，避免皮帶受損。為了滿(mǎn)足與之相關(guān)的作業(yè)需求，需要在施工作業(yè)前，搭設(shè)硫化平臺(tái)與臨時(shí)施工工棚，臨時(shí)施工工棚應(yīng)密封保持現(xiàn)場(chǎng)干凈，以保證大風(fēng)、雨天正常施工[2]。新皮帶由礦方配合運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，找出工作面與非工作面，在院內(nèi)硫化平臺(tái)后方，將卷皮帶后半卷利用10 t行車(chē)，吊裝至自制的吊裝門(mén)架上，前半卷皮帶放置在地面上，利用行車(chē)根據(jù)皮帶的自重抖開(kāi)對(duì)卷包裝著的本卷皮帶的皮帶頭，利用1#絞車(chē)牽引抖開(kāi)后半卷皮帶進(jìn)行疊放，每100 m折疊1次，將前半卷皮帶頭牽引至硫化平臺(tái)處，確保其預(yù)留足夠的長(zhǎng)度后，按照同樣的方法，將下卷皮帶后半卷的皮帶頭牽引至硫化平臺(tái)處，進(jìn)行硫化連接。后續(xù)皮帶按照此順序依次抖放、硫化，循環(huán)作業(yè)，直至牽引完成所有45卷皮帶[3]。最后將硫化機(jī)移至皮帶垛的最前方，完成兩垛皮帶的硫化連接，使兩垛皮帶連成整體用于更換。

皮帶展放、硫化共需40 d，將全部46卷皮帶連接。每卷皮帶需對(duì)折3次才能完成一卷皮帶的抖放，由于皮帶對(duì)折對(duì)皮帶損壞嚴(yán)重，需在皮帶折彎處加以圓木，防止皮帶受壓而內(nèi)部鋼絲繩受損，圓木尺寸為φ200×1 600 mm，每卷皮帶需3根方木，共計(jì)需要135根圓木。為了滿(mǎn)足集中硫化的要求，皮帶需按照100 m長(zhǎng)度逐層地疊加，隨著輸送帶卷抖放的數(shù)量加大，輸送帶堆放的高度會(huì)隨之增加，為了防止堆放好的輸送帶側(cè)翻，需在疊放皮帶前在新皮帶疊放場(chǎng)地上安裝自制的皮帶防傾倒裝置，防傾倒裝置間距為5 m，共需20組。皮帶堆疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 皮帶堆疊示意圖

根據(jù)皮帶接頭強(qiáng)度要求，接頭選定為2.35 m長(zhǎng)的直接頭，硫化保溫時(shí)間控制在51 min，硫化壓力為1.5 MPa，待溫度降至70 ℃時(shí)，拆除硫化機(jī)(具體參數(shù)按廠(chǎng)家要求執(zhí)行)。

1.2 主井膠帶輸送機(jī)皮帶更換設(shè)備安裝

完成對(duì)皮帶展放與硫化處理后，針對(duì)主井膠帶輸送機(jī)皮帶更換工程中涉及的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行安裝。首先針對(duì)絞車(chē)進(jìn)行安裝，共需設(shè)置2臺(tái)絞車(chē)，分別將其安裝在井口房外道路旁的回柱絞車(chē)和驅(qū)動(dòng)機(jī)房張緊改向前的壓板絞車(chē)上[4]。在具體選擇絞車(chē)型號(hào)時(shí)，根據(jù)實(shí)際工況，針對(duì)絞車(chē)鋼絲繩靜張力、鋼絲繩直徑、電機(jī)功率等參數(shù)進(jìn)行選擇。根據(jù)絞車(chē)地腳螺栓孔位置在地面做好標(biāo)記，再根據(jù)標(biāo)記好的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔完成后，利用相應(yīng)規(guī)格的螺紋鋼錨桿固定及樹(shù)脂藥卷組合固定，絞車(chē)固定完成后進(jìn)行拉拔力試驗(yàn)及配電工作，拉拔力試驗(yàn)合格及調(diào)試正常后方可使用。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，2臺(tái)絞車(chē)所用電源需礦方確定配電點(diǎn)，以便提前施工。根據(jù)礦方提供的配電點(diǎn)將電纜敷設(shè)至絞車(chē)旁的防爆開(kāi)關(guān)處并壓接，再將從防爆開(kāi)關(guān)至電機(jī)之間的電纜敷設(shè)、壓接，并將控制按鈕至防爆開(kāi)關(guān)之間的電纜敷設(shè)、壓接，而后送電、試運(yùn)轉(zhuǎn)。

以某皮帶更換工程項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目中主要使用的材料見(jiàn)表1。

表1 主要材料使用明細(xì)表

完成絞車(chē)的安裝后，對(duì)皮帶滾筒進(jìn)行安裝，新皮帶通過(guò)卸載溜槽引出。通過(guò)卸載溜槽(通過(guò)處割口)及卸載滾筒下的改向滾筒引到膠帶機(jī)中間架的硫化位置處。同時(shí)，在適當(dāng)位置對(duì)托輥組進(jìn)行設(shè)置。某工程項(xiàng)目中皮帶滾筒組示意圖如圖2所示。

圖2 皮帶滾筒組示意圖

按照上述內(nèi)容完成皮帶滾筒組的安裝后，2個(gè)滾筒之間上下應(yīng)當(dāng)預(yù)留300 mm的間距，避免皮帶與洞口處墻體發(fā)生摩擦造成損壞，同時(shí)可以防止皮帶左右搖擺。

1.3 連續(xù)換帶與試運(yùn)轉(zhuǎn)

所有準(zhǔn)備工作就緒后，松開(kāi)上帶夾緊卡，將下帶夾緊卡調(diào)試到一定的壓力；開(kāi)動(dòng)送帶履帶機(jī)進(jìn)行送帶，調(diào)試下帶卡使新帶與舊帶等速。開(kāi)動(dòng)牽引履帶機(jī)牽引上帶出帶，由舊帶帶動(dòng)新帶進(jìn)行更換，開(kāi)動(dòng)卷帶機(jī)將牽引履帶機(jī)牽引出的舊帶進(jìn)行打卷，舊帶卷帶時(shí)以120～150 m為1卷，用專(zhuān)用切帶機(jī)切斷后用鐵絲打捆，將打成卷后的舊膠帶用叉車(chē)或吊車(chē)移走。

主牽引選用100 t履帶牽引機(jī)，牽引速度為200 m/h，送帶選用20 t履帶機(jī)，牽引速度為200 m/h。選用JD400卷帶機(jī)，卷帶速度也為200 m/h。控制皮帶下帶夾緊卡使新帶由牽引履帶機(jī)拖入輸送機(jī)(不是自溜)，換帶時(shí)同時(shí)開(kāi)動(dòng)卷帶機(jī)進(jìn)行舊帶回收，使用25 t吊車(chē)將成卷的舊帶從卷帶機(jī)移走后運(yùn)至礦方指定地點(diǎn)堆放[5]。

新帶全部換完后，礦方確定拉緊裝置的位置，在將新帶拉緊并用膠帶夾緊裝置固定膠帶，確定好尺寸后進(jìn)行合環(huán)頭硫化，硫化結(jié)束后將固定皮帶拉緊裝置的倒鏈松開(kāi)，恢復(fù)拉緊裝置，拆除臨時(shí)設(shè)施，恢復(fù)機(jī)頭溜槽等，換帶結(jié)束。

最后拆除硫化平臺(tái)及皮帶卡子，將皮帶輸送機(jī)恢復(fù)至原狀，經(jīng)檢查合格后進(jìn)行試車(chē)、生產(chǎn)。其他不影響生產(chǎn)的收尾工作在皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行。

2 工藝應(yīng)用效果分析

按照本文上述內(nèi)容，針對(duì)主井膠帶輸送機(jī)，完成對(duì)皮帶更換工藝的設(shè)計(jì)后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證該工藝的實(shí)際應(yīng)用效果，選擇將其應(yīng)用在官地礦970集中皮帶機(jī)膠帶更換工程項(xiàng)目當(dāng)中。已知該項(xiàng)目中主井輸送機(jī)機(jī)長(zhǎng)5 600 m，輸送機(jī)靠近機(jī)頭594 m段傾角為12°。膠帶總長(zhǎng)11 300 m，帶寬1.2 m。新帶為雙卷250 m/卷，共46卷。本次施工將全部舊膠帶換成新膠帶，膠帶硫化接頭47個(gè)(含臨時(shí)接頭1個(gè))，膠帶接頭方式為三級(jí)搭接。本次膠帶更換采用履帶機(jī)連續(xù)牽引換帶技術(shù)，新膠帶以非工作面朝上的方式通過(guò)送帶履帶機(jī)與舊膠帶下膠帶硫化連接，舊膠帶上帶通過(guò)牽引履帶機(jī)牽引出帶，由舊膠帶帶動(dòng)新膠帶進(jìn)行換帶，由牽引履帶機(jī)牽引出的舊帶經(jīng)卷帶機(jī)打卷回收。在明確皮帶的更換要求后，結(jié)合本文上述工藝完成對(duì)該皮帶的更換操作。為了更加清晰地對(duì)更換效果進(jìn)行驗(yàn)證，選擇將皮帶的更換時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)其更換效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝應(yīng)用效果的對(duì)比，完成更換后，將其與傳統(tǒng)更換工藝在類(lèi)似工程項(xiàng)目當(dāng)中的更換時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。表2中更換工藝的時(shí)長(zhǎng)不包含硫化的時(shí)間。從表2可以看出，采用本文提出的更換工藝應(yīng)用在該工程項(xiàng)目當(dāng)中時(shí)，能夠保證每200 m長(zhǎng)的皮帶的更換時(shí)長(zhǎng)在7 h左右，按照這一更換速度計(jì)算，完成本次更換項(xiàng)目需耗時(shí)約16 d，而采用傳統(tǒng)更換工藝，按照每200 m長(zhǎng)皮帶更換時(shí)長(zhǎng)為16 h左后計(jì)算，完成本次項(xiàng)目中的皮帶更換需要消耗超過(guò)本文工藝1倍的時(shí)間。因此，結(jié)合上述分析得出的結(jié)果進(jìn)一步證明，本文提出的更換工藝能夠在降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，在很大程度上提高皮帶更換的工作效率。

表2 皮帶更換工藝應(yīng)用效果記錄表

3 結(jié)束語(yǔ)

上文完成對(duì)更換工藝的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了本文設(shè)計(jì)的成果具有一定的可行性，但后續(xù)的工作中，仍不能放松工作中的警惕，例如，所有開(kāi)展作業(yè)的絞車(chē)司機(jī)都需要持證上崗，每次開(kāi)車(chē)前必須認(rèn)真檢查絞車(chē)各部件、鋼絲繩、地腳螺栓及各連接裝置的完好情況，無(wú)問(wèn)題方可開(kāi)車(chē)，絞車(chē)使用前絞車(chē)基礎(chǔ)混凝土凝固強(qiáng)度必須達(dá)到90%等，以確保更換過(guò)程的安全性。