孔慶宇

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)王家?guī)X煤業(yè)公司， 山西 忻州 036600）

1 18103 工作面概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)王家?guī)X煤業(yè)公司位于井田一采區(qū)，工作面東側(cè)為18103 工作面采空區(qū)，南側(cè)是三條集中大巷，西側(cè)是實(shí)煤體，北側(cè)是人為劃定的井田邊界，留有邊界保安煤柱。

18103 工作面設(shè)計(jì)走向長度為1 642 m、傾向長度為240 m，工作面回采煤層為石炭系4 號(hào)煤層，平均厚度為8.6 m，平均傾角為4°，18103 工作面采用“兩進(jìn)一回單切眼”布置方式。回風(fēng)順槽主要承擔(dān)著工作面回風(fēng)及瓦斯排放任務(wù)；膠帶順槽承擔(dān)著運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)任務(wù)，轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、順槽皮帶機(jī)、移動(dòng)變電站和泵站布置在膠帶順槽內(nèi)；輔運(yùn)順槽承擔(dān)進(jìn)風(fēng)、運(yùn)料和行人任務(wù)；切眼內(nèi)安裝采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)等回采設(shè)備。

18103 工作面回采期間在膠帶順槽內(nèi)安裝一部DTL120 型帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)安裝總長度為1 620 m，輸送機(jī)帶寬1.2 m，帶式輸送機(jī)電機(jī)功率400 kW，采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，輸送機(jī)運(yùn)速為4.2 m/s，運(yùn)輸量為2 500 t/h，具體技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 DTL/120/200/400X 帶式輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

截止2021 年2 月11 日18103 工作面已回采400 m，工作面在回采前期帶式輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致輸送帶磨損嚴(yán)重、輸送機(jī)電機(jī)負(fù)荷大以及巷道內(nèi)撒煤量大等，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，工作面回采前期因輸送機(jī)跑偏，導(dǎo)致斷帶4 起，更換磨損輸送帶127 m，電機(jī)燒毀1 臺(tái)，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)82.3 萬元。

2 帶式輸送機(jī)電控糾偏裝置應(yīng)用

為了提高帶式輸送機(jī)防跑偏效果，避免帶式輸送機(jī)因跑偏造成輸送機(jī)斷帶、撕帶等事故，決定對(duì)原帶式輸送機(jī)防跑偏裝置進(jìn)行優(yōu)化，安裝了一套電控糾偏裝置。

2.1 電控糾偏裝置結(jié)構(gòu)組成

1）18103 工作面帶式輸送機(jī)安裝的電控糾偏裝置結(jié)構(gòu)主要由固定架、底托輥組、導(dǎo)軌、固定夾板、控制器、防跑偏滑輪、支架、活動(dòng)桿等部分組成，如圖1所示。

圖1 帶式輸送機(jī)電控糾偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）固定架主要由長度為1.0 m 三角鋼制成，三角鋼上方安裝一組橡膠托輥，每組3 根橡膠托輥，每根托輥長度為0.5 m，3 根橡膠托輥安裝成圓弧形并與上輸送帶接觸嚴(yán)實(shí)[1]。

3）在固定架兩側(cè)安裝固定板，固定板導(dǎo)軌連接，固定架與H 架采用雙螺栓進(jìn)行固定連接，導(dǎo)軌上方安裝支架，支架長度為0.5 m，支架可在導(dǎo)軌上沿H架兩側(cè)進(jìn)行移動(dòng)，并通過定位塊進(jìn)行固定。

4）支架一端安裝控制器，控制器主要由套筒、活動(dòng)桿、蓄電池、報(bào)警器、導(dǎo)電銅片、彈簧、PLC 控制模塊等部分組成，控制器通過信號(hào)電纜與帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖開關(guān)連接。

5）控制器內(nèi)的活動(dòng)桿一端通過阻尼軸與防跑偏滑輪連接，通過阻尼軸可調(diào)節(jié)防跑偏滑輪安裝角度，防跑偏滑輪沿輸送帶兩側(cè)對(duì)稱安裝[2]，與輸送帶邊緣間距為0.1 m。

2.2 電控糾偏裝置工作原理

1）帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中，若出現(xiàn)小幅度跑偏，即跑偏量在0.1~0.3 m 范圍內(nèi)時(shí)，通過橡膠托輥表面紋路與輸送帶摩擦作用防止輸送帶跑偏，同時(shí)輸送帶跑偏后與跑偏一側(cè)防跑偏托輥擠壓，在擠壓過程中可以控制輸送帶跑偏范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

2）當(dāng)輸送帶跑偏量大于0.3 m 時(shí)，防跑偏托輥在跑偏輸送帶擠壓作用下出現(xiàn)兩側(cè)移動(dòng)，在移動(dòng)過程中使控制裝置中活動(dòng)桿發(fā)生位移，活動(dòng)桿位移過程中壓縮內(nèi)部彈簧并與導(dǎo)電銅片接觸，控制裝置發(fā)出警報(bào)。

3）控制裝置內(nèi)部PLC 控制模塊及時(shí)收集活動(dòng)桿位移量，以及計(jì)算出輸送帶跑偏量，然后及時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并發(fā)送至聯(lián)鎖開關(guān)內(nèi)對(duì)聯(lián)鎖開關(guān)下達(dá)“斷電”指令，輸送機(jī)閉鎖停機(jī)。

3 電控糾偏裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用效果

3.1 裝置優(yōu)缺點(diǎn)

3.1.1 優(yōu)點(diǎn)

3.1.1.1 生產(chǎn)成本費(fèi)用低

18103 工作面帶式輸送機(jī)安裝的電控糾偏裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整套裝置成本費(fèi)用為0.32 萬元，成本費(fèi)用低，裝置安裝方便，操作維護(hù)簡(jiǎn)便[3]。

3.1.1.2 自動(dòng)化水平高

與傳統(tǒng)糾偏托輥相比，電控糾偏裝置主要利用電控原理，在輸送帶跑偏時(shí)能夠自動(dòng)斷電停機(jī)，有效避免了輸送機(jī)因跑偏嚴(yán)重出現(xiàn)撕帶、撒煤等現(xiàn)象，全程無需人工干預(yù)，自動(dòng)化水平高[4]。

3.1.1.3 防跑偏效果好

傳統(tǒng)防跑偏托輥對(duì)跑偏輸送帶產(chǎn)生擠壓作用控制跑偏范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，但是當(dāng)輸送帶跑偏嚴(yán)重時(shí)跑偏托輥失去糾偏作用，此時(shí)持續(xù)跑偏時(shí)很容易造成輸送帶斷帶現(xiàn)象；但是對(duì)于跑偏輸送帶電控糾偏裝置首先控制跑偏范圍，當(dāng)控制失效時(shí)及時(shí)對(duì)輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行閉鎖作用，從而防止跑偏導(dǎo)致輸送帶斷帶、撕裂現(xiàn)象，防跑偏效果好[5]。

3.1.2 主要存在的缺點(diǎn)

電控糾偏裝置在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）由于運(yùn)輸巷道內(nèi)粉塵濃度大，粉塵很容易進(jìn)入控制裝置內(nèi)部，導(dǎo)致電控原件失效現(xiàn)象，需定期進(jìn)行清理；

2）跑偏輸送帶周期性擠壓防跑偏滑輪，導(dǎo)致控制裝置內(nèi)彈簧反復(fù)出現(xiàn)壓縮、復(fù)位等動(dòng)作，很容易造成彈簧失效現(xiàn)象，需定期對(duì)彈簧進(jìn)行更換。

3.2 實(shí)際應(yīng)用效果分析

18103 工作面回采至400 m 處時(shí)對(duì)運(yùn)輸順槽內(nèi)DTL 型帶式輸送機(jī)安裝了7 套電控糾偏裝置，安裝間距為200 m，截止2020 年10 月18103 工作面已回采結(jié)束，通過8 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，帶式輸送機(jī)安裝電控糾偏裝置后輸送機(jī)跑偏現(xiàn)象得到了有效改善，裝置共計(jì)監(jiān)測(cè)到42 次輸送機(jī)跑偏現(xiàn)象，其中17 次通過裝置糾偏輸送帶自動(dòng)復(fù)位，25 次輸送帶跑偏時(shí)跑偏量大導(dǎo)致裝置糾偏失效斷電停機(jī)，在此期間未發(fā)生一起因輸送機(jī)跑偏量大，導(dǎo)致輸送機(jī)斷帶、撕帶現(xiàn)象，全年可減少輸送帶維修費(fèi)用達(dá)70 余萬元。

4 結(jié)語

為了進(jìn)一步提高帶式輸送機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，王家?guī)X煤礦針對(duì)18103 工作面回采期間運(yùn)輸順槽內(nèi)帶式輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，對(duì)輸送機(jī)安裝了7 套電控糾偏裝置，通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來看，電控糾偏裝置相比傳統(tǒng)的防跑偏托輥，減少了裝置安裝數(shù)量，提升了糾偏效果，實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)自動(dòng)化糾偏的目的，滿足采掘工作面帶式輸送機(jī)運(yùn)輸需求，取得了顯著應(yīng)用成效。