候建國

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)公司云崗礦 山西 大同 037000）

0 引言

由于近年來礦井生產(chǎn)原煤含水量大，機(jī)頭底皮帶運行中經(jīng)常出現(xiàn)拉循環(huán)煤現(xiàn)象。直接導(dǎo)致皮帶與拖輥摩擦系數(shù)增大，造成了較為嚴(yán)重的皮帶劃傷和磨損，直接降低了各部皮帶和托輥的使用壽命。在此情況下，根據(jù)實際情況，著重針對皮帶經(jīng)常拉循環(huán)煤增加員工勞動強度和用水沖洗煤泥形成的二次欻煤風(fēng)險隱患的課題開展了本創(chuàng)新設(shè)計的研究，最終形成了今天的設(shè)計和應(yīng)用。

1 概況分析

通過對皮帶機(jī)道調(diào)研發(fā)現(xiàn)，主要有以下幾方面特殊危害和影響設(shè)備使用壽命等安全生產(chǎn)成本增加的因素存在：

（1)水煤泥問題突出時造成皮帶與托輥的摩擦阻力增大，直接的后果是磨損和劃傷皮帶膠面，降低了膠帶的抗拉強度和使用壽命。（按出廠要求：強力皮帶表面的膠層正常接觸情況下可以保持9至11年，如果受水煤泥和煤粉塵的影響一旦增加了摩擦系數(shù)和劃帶的次數(shù)，最多維持在3～5 年，單層膠面由原來的8 mm～9 mm因摩擦系數(shù)的增大和磨損次數(shù)的增多而快速的減少至4 mm～5 mm。直接降低了強力膠帶的抗拉強度和使用壽命；

（2）機(jī)道拖輥受水煤泥侵蝕后，快速生銹和損壞。或者，因為拖輥的摩擦系數(shù)增大，很快將拖輥的筒皮磨薄、撕裂后劃傷皮帶，造成設(shè)備無法正常旋轉(zhuǎn)運行（其中至少有10%的拖輥是受侵蝕影響而生銹和損壞的）。目前的機(jī)道內(nèi)拖輥按現(xiàn)有采購條件和采購質(zhì)量正常使用壽命來說，平均在6個月左右。但，眼下由于水煤泥的侵蝕，拖輥的油封質(zhì)量也一般，水進(jìn)入拖輥軸承后油水混合，直接降低了其使用壽命。通常情況下，進(jìn)水后的拖輥最多使用2～3個月便出現(xiàn)了筒皮與軸承分離，筒皮在軸上空轉(zhuǎn)的情況，出現(xiàn)上述情況必須及時更換，否則直接的后果就是劃破皮帶，給生產(chǎn)運行帶來重大安全隱患；

（3）皮帶頭因撒煤造成整條巷道的粉塵問題，顆粒物明顯增多。通過選擇性調(diào)查發(fā)現(xiàn)（按長度3 200 m、寬度1.2 m 皮帶煤量最大時正常運行后，通過選擇10段1 m2皮帶為取樣標(biāo)識區(qū)。同時，按每平方米截留的干煤粉計算，10段取樣區(qū)域平均1 m2/h可刮下將近0.2 kg 煤粉，0.2×3 200×1.2×70%=537.6 kg，全皮帶巷每小時即可產(chǎn)生近約537.6 kg煤粉。直接的影響是各部件的磨損和腐蝕問題增加。間接的問題是空氣中的煤粉塵增加，員工的自然呼吸受到了嚴(yán)重影響。同時，給防粉塵工作也增加了很大的工作難度；

（4）皮帶頭及巷道內(nèi)因原煤含水量大，附著在皮帶上的煤泥較多，皮帶清煤器膠板消耗很快，平均20 天就需更換一次。煤泥的堆積也相當(dāng)快。遇水煤泥大時，每班12小時即可產(chǎn)生1噸左右，造成了拉循環(huán)煤和撒煤后，員工清理工作量加重(原來每班1 名員工清理，現(xiàn)在每班3名)清理成本增加，按兩班計算，每班多加2名員工，工資每月為6 000元，每月增加成本：2×2×6 000=24 000 元，全年就增加費用288 000 元人工費用，相當(dāng)于整套裝置費用的近1.5倍；

（5）皮帶頭因原煤含水量大，膠帶附著的煤泥較多，皮帶頭部清煤器清理出的煤泥很快就能將機(jī)頭底部的托帶滾筒堆疊覆蓋。給安全生產(chǎn)帶來極大的隱患。同時，由于煤泥快速堆積，造成了人工難以快速清理和用水沖洗的兩難管理局面。因此，對煤眼下方主斜井皮帶帶來了極大的水煤泥流欻煤事故安全隱患。

2 采取的技術(shù)設(shè)計

2.1 循環(huán)清洗裝置設(shè)計

加工過濾槽、過濾池、沉淀池和儲水池，并完成對過濾池內(nèi)部的其他附屬配件、機(jī)構(gòu)的設(shè)計和加工，使之成為成套的過濾裝置設(shè)備；選配合適的水泵和設(shè)計合理的管線進(jìn)行分布和安裝固定，完成對供水和循環(huán)水的有效控制；經(jīng)過二道清煤器處理后，設(shè)計一道專門進(jìn)行清洗、旋轉(zhuǎn)甩干的裝置對皮帶進(jìn)行清洗甩干作業(yè)；因為皮帶帶速較快，清洗甩干作業(yè)不能將皮帶徹底甩干。所以，后方加一套暖風(fēng)裝置。以便更好的將皮帶上的水分子烘干，防止皮帶出現(xiàn)打滑。

2.2 電控推煤裝置設(shè)計

加工專用推煤槽和可移動式齒軌，通過連接裝置連接后形成了專門的推煤機(jī)機(jī)架；設(shè)計一對專用滾動式齒輪和滑輪懸掛機(jī)構(gòu)，以供可移動式齒軌進(jìn)行直線往復(fù)式運動的推煤泥工作；加工用于安裝減速機(jī)和電機(jī)的一個小型機(jī)架和使用6 mm 厚鐵板平整了所清理區(qū)域的地面；通過對推煤受力程度的考慮，選用小型4.5 kW電機(jī)和減速器，以及驅(qū)動和限位裝置[2]。

2.3 設(shè)備運行流程設(shè)計

如圖1所示，首先皮帶開機(jī)運行，再由清煤器清理煤泥，然后電控“推煤機(jī)”將堆積煤泥提前推入煤眼，噴淋器進(jìn)行清洗，再由刷輥旋轉(zhuǎn)清洗，清煤器二次清理皮帶，甩干器旋轉(zhuǎn)甩干，暖風(fēng)機(jī)進(jìn)行烘干作業(yè)，過濾槽滲水，滲水過濾池經(jīng)二次過濾進(jìn)入沉淀池，沉淀池水進(jìn)入凈水槽，水泵從凈水槽循環(huán)抽水清洗，凈水槽缺水可從外部加水，依次循環(huán)推煤、清洗和甩干工作[3]。

圖1 皮帶循環(huán)清洗系統(tǒng)示意圖

3 實踐應(yīng)用效果分析

皮帶循環(huán)清洗裝置的應(yīng)用具有較強先進(jìn)性以及創(chuàng)新性：

（1）推煤裝置的使用減輕工人的勞動強度，排除因人工清理開機(jī)皮帶煤泥造成的安全事故隱患；

（2）排除人為用水清洗煤泥落入主斜井皮帶煤眼后，造成的二次煤泥流欻煤安全事故隱患；

（3）皮帶自動循環(huán)清洗、甩干系統(tǒng)裝置的使用，充分減小設(shè)備運行產(chǎn)生的摩擦損害程度；

（4）強力膠帶的使用壽命系數(shù)可有效提高30%以上，皮帶拖輥的使用壽命系數(shù)可增強20%以上。

4 結(jié)語

本技術(shù)設(shè)計提高了原煤的運輸效率，降低了員工的勞動強度，皮帶機(jī)設(shè)備、配件的使用壽命明顯得到延長，維護(hù)工作量得到了充分降低。充分實現(xiàn)了節(jié)能降耗的現(xiàn)實價值和實際意義。同時，排除了礦井原煤運輸中的安全隱患。