史先武,白生武

（窯街煤電集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730084）

金河煤礦隸屬于窯街煤電集團(tuán)有限公司，位于蘭州市紅古區(qū)窯街鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能120萬t/a。全礦膠帶輸送機(jī)主要有采掘工作面可伸縮膠帶輸送機(jī)、采區(qū)主要運(yùn)輸大巷固定式膠帶輸送機(jī)、井筒原煤運(yùn)輸強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)、地面選運(yùn)系統(tǒng)固定式膠帶輸送機(jī)。2013年開始掘進(jìn)工作面運(yùn)煤設(shè)備由刮板輸送機(jī)替換為膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，2020年井筒原煤運(yùn)輸強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)更換為永磁電機(jī)提速運(yùn)輸，通過采掘工作面、井筒原煤運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化，雖然運(yùn)煤速度提高、運(yùn)量加大，但輸送帶撒煤問題一直較為嚴(yán)重。多年來綜采（放）工作面多級(jí)斜巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，上下山、連續(xù)斜巷、多級(jí)緩坡的凹凸曲線輸送帶布置，造成膠帶跑偏撒煤尤為突出。因此對(duì)膠帶輸送機(jī)撒煤原因分析及整治勢在必行、意義重大。

1 撒煤原因分析

1.1 運(yùn)輸能力原因分析

膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力小于上一級(jí)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸能力，輸送帶長期過載，膠帶輸送機(jī)單位長度堆積煤渣多、機(jī)尾段溢煤撒落。綜采（放）工作面進(jìn)風(fēng)順槽SZZ764/160轉(zhuǎn)載機(jī)與DSJ100/55/2×75膠帶輸送機(jī)搭接，轉(zhuǎn)載機(jī)輸送量900 t/h、膠帶輸送機(jī)輸送量550 t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)煤落在膠帶輸送機(jī)機(jī)尾，膠帶輸送機(jī)機(jī)尾搭接部位承受煤量大，不能有效拉運(yùn)，機(jī)尾密架段溢煤落至底皮帶堆積，隨機(jī)尾滾筒倒卷，且受密架滑靴大架阻擋清煤不易，上皮帶運(yùn)煤不暢溢煤、底皮帶卷煤循環(huán)撒落。

1.2 凹凸曲線布置原因分析

膠帶輸送機(jī)凹凸輸送帶區(qū)間曲率半徑較小[1]，運(yùn)轉(zhuǎn)中膠帶懸空，膠帶離開了槽形托輥，輸送帶槽角變小，使部分煤渣撒出。煤巷掘進(jìn)為綜采（放）工作面準(zhǔn)備巷道，近年來為提高掘進(jìn)運(yùn)煤速率，運(yùn)煤設(shè)備由SGB620/55刮板輸送機(jī)替換為DSJ100/55/2×75膠帶輸送機(jī)，運(yùn)煤能力由40 t/h提高至550 t/h，但運(yùn)煤過程輸送帶受巷道上下山影響，輸送帶傾斜、凹弧曲線、凸弧曲線、凹凸曲線布置，輸送帶飄帶懸空、運(yùn)轉(zhuǎn)跑偏，容易造成撒煤、落煤、積煤。

如圖1所示，膠帶巷凹槽低洼處兩端由于上、下山坡度較大和運(yùn)載原煤重力作用,膠帶輸送機(jī)重載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),上層膠帶在靠近機(jī)頭的上山段運(yùn)行時(shí),速度較正常速度小,而在靠近機(jī)尾的下山段運(yùn)行時(shí),上層膠帶速度較正常速度大,從而導(dǎo)致膠帶輸送機(jī)下層膠帶被較大的張力張緊,下層膠帶部分地段磨到膠帶輸送機(jī)上托輥架,上層承載的膠帶在凹槽低洼處附近變得松弛、折疊堆積[2],出現(xiàn)嚴(yán)重的撒煤現(xiàn)象。

圖1 凹弧曲線布置輸送帶

1.3 其他原因分析

膠帶輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾倒卷煤及斜巷底皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)帶煤撒煤；煤倉、溜煤眼等轉(zhuǎn)載點(diǎn)，機(jī)尾擋煤板鋼板距受料點(diǎn)膠帶較遠(yuǎn)，導(dǎo)致橡膠板較長，使煤沖出擋煤板；機(jī)身、滾筒中心線安裝時(shí)不在同一條直線上造成的膠帶跑偏撒煤；落煤點(diǎn)不正造成的膠帶跑偏撒煤；槽形托輥安裝時(shí)不在同一水平造成的膠帶跑偏撒煤。

2 膠帶輸送機(jī)撒煤問題整治

2.1 提高搭接輸送帶運(yùn)輸能力

膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力小于上一級(jí)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸能力的問題存在已久，根據(jù)采掘工作面膠帶輸送機(jī)搭接現(xiàn)狀適當(dāng)進(jìn)行運(yùn)輸能力調(diào)整，同時(shí)優(yōu)化采掘工作面膠帶輸送機(jī)與主大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸搭接運(yùn)輸能力，達(dá)到采掘工作面、主大巷膠帶輸送機(jī)搭接運(yùn)輸能力同步調(diào)整。

（1）綜放工作面進(jìn)風(fēng)順槽DSJ100/55/2×75膠帶輸送機(jī)更換為DSJ100/75/2×75膠帶輸送機(jī)，輸送量從原來550 t/h提高至750 t/h，且膠帶輸送機(jī)機(jī)尾段安設(shè)機(jī)尾自移裝置推移機(jī)尾密架隨推采進(jìn)度前行，同時(shí)搭接部位設(shè)置擋煤設(shè)施，既根治與工作面轉(zhuǎn)載機(jī)搭接溢煤撒煤問題，又徹底解決膠帶輸送機(jī)機(jī)尾底皮帶卷煤周轉(zhuǎn)撒煤問題。

（2）1 496水平主大巷膠帶輸送機(jī)承接1 530水平綜放工作面回采、1496水平掘進(jìn)工作面綜掘原煤運(yùn)輸，同時(shí)為采掘工作面膠帶輸送機(jī)搭接運(yùn)煤，受運(yùn)輸能力限制輸送帶撒煤問題比較嚴(yán)重。按照運(yùn)輸能力公式Qt=3 600S×k×v×ρ測算[3（]其中:Qt為輸送量，t/h；S為槽型輸送帶上堆積煤渣的最大截面積，m2；v為輸送帶速度,m/s；ρ為輸送散狀物料的堆積密度,t/m3；k為膠帶輸送機(jī)傾斜系數(shù)），在輸送機(jī)凹凸走向不變、傾斜系數(shù)一定時(shí)，只有提高帶速才能提高運(yùn)輸能力。為提高1 496水平主大巷膠帶輸送機(jī)搭接運(yùn)輸能力，原驅(qū)動(dòng)滾筒電機(jī)由2×75kW更換為2×132kW永磁滾筒電機(jī)，帶速提高至3.15m/s，運(yùn)輸能力提高至1 012 t/h，有效地解決了搭接運(yùn)輸能力不足的問題。

2.2 曲線布置輸送帶弧度調(diào)整

膠帶輸送機(jī)斜巷凹凸段撒煤問題，根據(jù)膠帶輸送機(jī)布置現(xiàn)場實(shí)際主要有以下幾種解決實(shí)例：

（1）挖搗皮帶槽調(diào)整膠帶走向趨于水平，應(yīng)用于輸送帶與行人運(yùn)輸巷道交叉且凹凸輸送帶布置情況，徹底根治凹凸輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)撒煤問題。2017年1 530延伸巷膠帶輸送機(jī)從煤倉上口至16213-1回風(fēng)順槽口區(qū)間運(yùn)轉(zhuǎn)，在1 530南運(yùn)輸口凹凸弧曲線布置，膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)跑偏飄帶撒煤嚴(yán)重，挖搗皮帶槽水平布置，皮帶槽上方鋪設(shè)鋼板、混凝土搗制形成底板，既解決膠帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)撒煤問題，又解決穿越膠帶上方行人行車問題。

（2）增設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)膠帶輸送機(jī)，適用于多級(jí)斜巷緩坡輸送帶布置情況，可減少輸送帶凹凸變化運(yùn)行區(qū)段，有效減少撒煤落煤。如圖2所示，2018年17204-1工作面進(jìn)風(fēng)順槽四級(jí)斜巷布置一臺(tái)膠帶輸送機(jī)，第一、二、三級(jí)斜巷緩坡上山，第四級(jí)斜巷下山，四級(jí)斜巷膠帶凹凸曲線變化大，輸送帶飄帶、重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)跑偏極易撒煤。根據(jù)輸送帶一級(jí)斜巷55 m（20°）—二級(jí)緩坡25 m（5°）—三級(jí)斜巷130 m（10°）—平巷36 m—四級(jí)斜巷33 m（-15°）的變化情況，在第二級(jí)緩坡上變坡點(diǎn)增設(shè)第二臺(tái)膠帶輸送機(jī)，選擇此位置一是隨推采進(jìn)度四級(jí)斜巷逐漸消失，三級(jí)斜巷距離長，在此段幾乎傾斜布置運(yùn)煤，撒煤相對(duì)較少；二是第一、二級(jí)斜巷坡度變化大凹凸曲線曲率半徑小易撒煤，二、三級(jí)斜巷坡度變化比一、二級(jí)斜巷坡度變化小，二級(jí)緩坡區(qū)間安設(shè)搭接輸送帶較合理。二級(jí)緩坡增設(shè)第二臺(tái)膠帶輸送機(jī)既解決長距離凹凸變化運(yùn)煤撒煤問題，又緩解重負(fù)荷運(yùn)煤設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)問題。

圖2 17204-1工作面進(jìn)風(fēng)順槽膠帶輸送機(jī)示意圖

（3）抬高機(jī)架高度，運(yùn)用在凹曲線輸送帶布置情況，通過提高輸送帶凹槽段運(yùn)轉(zhuǎn)水平高度、增大輸送帶曲率半徑、減小運(yùn)轉(zhuǎn)膠帶槽角、減少輸送帶凹凸變化，控制撒煤落煤。如圖3所示，2019年1495延伸巷二臺(tái)膠帶輸送機(jī)斜巷段坡度24°，下平巷36 m機(jī)架架設(shè)抬高架，機(jī)架由原來1 200 mm抬高至2 400 mm，斜巷與平巷凹槽夾角由156°增大至170°，既解決膠帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)撒煤問題，又解決穿越膠帶下方行人行車問題。

圖3 1495延伸巷二臺(tái)膠帶輸送機(jī)示意圖

2.3 其他

膠帶輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾為避免上皮帶溢煤、底皮帶倒卷煤、皮帶兩側(cè)撒煤，在機(jī)頭、機(jī)尾段底皮帶安設(shè)清掃器，清掃器側(cè)挖到積煤坑，使刮擋底皮帶煤渣落入積煤坑；在上變坡點(diǎn)以下安設(shè)清掃器，清掃器側(cè)挖到積煤坑，底皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)帶煤落入積煤坑，解決斜巷底皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)帶煤撒煤問題。2021年主運(yùn)輸大巷、采掘工作面膠帶輸送機(jī)安設(shè)清掃器23組、挖搗積煤坑17個(gè)，有效控制了撒煤清理問題。

3 具體措施

（1）膠帶輸送機(jī)在選型時(shí)一定要考慮上一級(jí)和下一級(jí)運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力，選用與其運(yùn)輸能力相匹配的膠帶運(yùn)輸機(jī)，避免膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力小于上一級(jí)運(yùn)輸設(shè)備能力造成的撒煤。提高膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力的主要途徑有增加帶寬和提速，由于現(xiàn)有井下寬度限制，目前行之有效的措施只有提高帶速。

（2）解決凹凸段撒煤就必須在巷道設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡可能地采用較大的凹凸段曲率半徑。根據(jù)凹弧段最小曲率半徑R≥S/q公式推導(dǎo)（其中：S為凹弧段輸送帶最大張力，kg；q為每米輸送帶自重，kg/m），在某位置輸送帶張力一定、同一材質(zhì)單位輸送帶自重一定的情況下，凹凸段使用抬高架過渡或增設(shè)可調(diào)高支腿，避免飄帶撒煤的發(fā)生；調(diào)整膠帶輸送機(jī)膠帶的松緊程度，避免膠帶張力過大發(fā)生飄帶；加裝膠帶輸送機(jī)壓帶裝置，徹底解決皮帶機(jī)凹段飄帶情況。膠帶材質(zhì)由整芯PVG聚氯乙烯帶更換為DPP芳綸織物芯帶，輸送帶覆蓋膠厚度增加，單位輸送帶自重提高，使用同一抗拉強(qiáng)度膠帶、相同凹凸段同一張力位置，飄帶抬高曲徑變小，撒煤量減少。凹段曲率半徑應(yīng)保證在任何工況下膠帶都不脫離托輥，杜絕或消除死彎、過渡不平滑、突然起底等現(xiàn)象。

（3）膠帶輸送機(jī)安裝時(shí)敷設(shè)中心線，輸送機(jī)中心線垂直度不超過2/1000，避免機(jī)身、滾筒中心線安裝時(shí)不在同一條直線；膠帶輸送機(jī)安裝時(shí)必須敷設(shè)巷道腰線，輸送機(jī)水平偏差不超1.5/1 000，杜絕槽形托輥安裝時(shí)不在同一水平；膠帶輸送機(jī)在安裝過程中機(jī)架的中心線的直線度在任意25 m范圍內(nèi)不應(yīng)超過5 mm，同一平面上（水平或傾斜面）或者在 一個(gè)公共半徑的弧面上相鄰三組托輥的上表面高低錯(cuò)差不大于2 mm,伸縮和吊掛式不大于3 mm。膠帶輸送機(jī)調(diào)試運(yùn)行期間調(diào)整好輸送帶落煤點(diǎn)在輸送機(jī)的中線上。

（4）膠帶輸送機(jī)機(jī)頭清掃器應(yīng)加設(shè)兩道，一道為安裝在卸載滾筒上的直板清掃器，一道為安裝在卸載滾筒與驅(qū)動(dòng)滾筒之間底皮帶的框式清掃器，清掃器與皮帶接觸長度不小于皮帶寬度的4/5。機(jī)尾受料架底皮帶上方安裝斜板清掃器，斜巷上變坡點(diǎn)以下位置底皮帶安設(shè)斜板清掃器，凡安設(shè)清掃器的斜板側(cè)挖搗積煤坑，積煤坑尺寸根據(jù)輸送帶機(jī)架與軌道位置或其他現(xiàn)場條件確定。

（5）膠帶輸送機(jī)各搭接點(diǎn)必須設(shè)置導(dǎo)料槽，導(dǎo)料槽的長度可按1.2 倍的帶速計(jì)算，最小長度不得小于1.5 m。導(dǎo)料槽擋煤板鋼板下沿距離皮帶表面距離不得大于100 mm，橡膠裙板與鋼板結(jié)合緊密，與膠帶接觸長度無縫隙。導(dǎo)料槽底口的寬度應(yīng)為皮帶寬度的2/3。不得大于輸送帶寬度的4/5。在巡檢過程中如果發(fā)現(xiàn)有橡膠裙板損壞要及時(shí)進(jìn)行更換。

（6）膠帶輸送機(jī)加裝自動(dòng)糾偏托輥，每隔10 組應(yīng)安裝1組糾偏托輥，調(diào)整皮帶機(jī)跑偏；回程托輥每隔6 組應(yīng)安裝1組糾偏托輥，調(diào)整下帶跑偏。推廣應(yīng)用V 型前傾下托輥、螺旋形下托輥。

4 結(jié)論

通過對(duì)搭接膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力不足溢煤、凹凸輸送帶布置撒煤、膠帶輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾轉(zhuǎn)載點(diǎn)落煤及機(jī)身與滾筒安裝、落煤點(diǎn)設(shè)置、槽形托輥安裝等撒煤問題的分析，列舉近幾年搭接設(shè)備運(yùn)輸能力調(diào)整、挖槽變緩坡度、增設(shè)設(shè)備承接曲弧過渡、抬高機(jī)架變更凹凸布置輸送帶曲徑、機(jī)頭機(jī)尾及變坡段設(shè)置積煤坑回收落煤整治實(shí)例，提出膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸設(shè)備選型、凹凸段設(shè)計(jì)、敷設(shè)技術(shù)要點(diǎn)、清掃器積煤坑設(shè)置、搭接點(diǎn)導(dǎo)料槽配備、自動(dòng)糾偏托輥加裝等持續(xù)改進(jìn)措施，有效解決膠帶輸送機(jī)撒煤問題。