馬奇凱

（華陽(yáng)集團(tuán) 新景礦，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 概 況

帶式輸送機(jī)具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低、傳送距離長(zhǎng)、可靠性能好、可連續(xù)性運(yùn)輸、物料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要由托輥、側(cè)擋輥、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架等構(gòu)成。煤炭企業(yè)工作面多采用帶式輸送機(jī)作為物料輸送設(shè)備，但由于井下工況差，物料運(yùn)輸距離長(zhǎng)，加之帶式輸送機(jī)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，很容易在運(yùn)行中出現(xiàn)一些問(wèn)題。若不能及時(shí)消除，會(huì)造成帶式輸送機(jī)故障，影響生產(chǎn)。如皮帶在輸送煤炭過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)撒料現(xiàn)象，傳統(tǒng)的尾煤清理裝置清理效果欠佳，因此本文以新景礦15304 工作面DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)帶式輸送機(jī)尾煤清理裝置進(jìn)行改造。

2 存在的問(wèn)題

新景礦15304 工作面井下位于蘆南15 號(hào)煤采區(qū)東部，西為15305 工作面（未掘），南為采區(qū)大巷，東為15303 工作面（已采），北為80117 工作面（已采），故15304 工作面井下相對(duì)位置及鄰近采掘情況對(duì)該工作面掘進(jìn)期間無(wú)影響。15304 工作面所掘15 號(hào)煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常發(fā)育有2 層夾石。煤層以鏡煤、亮煤為主，內(nèi)生裂隙發(fā)育，含少量黃鐵礦結(jié)核。煤層厚度5.50～7.33 m，平均6.45 m，煤的堅(jiān)固性系數(shù)f=1.35～1.5。15304工作面在實(shí)際回采期間，DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)尾煤清理裝置清理效果較差的問(wèn)題，占用大量人力物力。

2.1 帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)

新景礦煤炭年產(chǎn)能約450 萬(wàn)t，井下煤炭運(yùn)輸設(shè)備以帶式輸送機(jī)為主，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性輸送，為煤炭持續(xù)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。新景礦15304 工作面帶式輸送機(jī)型號(hào)為DTL120/150/2×315，如圖1 所示，配置有2 臺(tái)電機(jī)，電機(jī)額定功率315 kW/ 臺(tái)。15304 工作面在運(yùn)行中，尾煤煤渣不可避免的粘在輸送帶上，經(jīng)常造成帶式輸送機(jī)性能降低。帶式輸送機(jī)主要參數(shù)如下：

2.2 帶式輸送機(jī)尾煤渣清理裝置結(jié)構(gòu)、原理

傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)尾煤清理主要依靠刮板完成，通過(guò)調(diào)整刮板與滾筒間隙實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2 可知，尾煤清理機(jī)構(gòu)主要由滾筒、刮板、連接件（螺栓）構(gòu)成。該機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶上的尾煤清理，俗稱刮煤板/ 刮料板，通常厚度6 mm，寬度和托輥寬度相同。刮料板利用可調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行固定，可根據(jù)刮板清煤情況，利用螺栓調(diào)節(jié)刮板與滾筒的間隙，實(shí)現(xiàn)較好的清理效果。

圖2 傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)尾煤清理裝置結(jié)構(gòu)示意Fig.2 Structure of the traditional belt conveyor tail coal cleaning device

2.3 煤渣清理裝置存在的問(wèn)題

新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)在尾部安裝煤渣清理裝置，刮板連接在機(jī)架上，利用滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)煤渣清除。理論而言，刮板與托輥間的距離和清理效果呈反比例關(guān)系。但在實(shí)際操作中，刮板與托輥的間距調(diào)整較為困難，完全依靠人工和經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法滿足煤渣清理理想效果，具體表現(xiàn)如下。

（1）無(wú)法精確控制刮板至滾筒的間距。經(jīng)驗(yàn)表明，刮板與滾筒間隙在1～2 mm 時(shí)，清理煤渣效果顯著，并且不會(huì)對(duì)皮帶等部件產(chǎn)生劃痕。但是滾筒和刮板的寬度通常較大，其平行度不易控制，一旦存在傾角，就會(huì)局部增加刮板與滾筒的間隙，影響煤渣清理效果；同理，空間較小的部分，會(huì)造成刮板與滾筒的接觸或碰撞，刮傷皮帶表面，存在安全隱患。

（2）新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，刮板由于清理物料的不均勻性，刮板的磨損程度不均。通過(guò)實(shí)際總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，皮帶中部的煤渣較多，兩側(cè)的相對(duì)較少，造成刮板中部磨損嚴(yán)重，兩側(cè)較弱。加之刮板難以進(jìn)行有效檢測(cè)，因此當(dāng)中部磨損較多時(shí)，清理效果就會(huì)下降。

（3）煤渣清除效果不佳時(shí)，需要進(jìn)行手工清理。井下工況較差，空間較小，操作者在進(jìn)行清理作業(yè)時(shí)，往往因空間問(wèn)題，死角部位難以清理，同時(shí)也存在傷人的安全隱患。

3 煤渣清理裝置優(yōu)化改進(jìn)

3.1 優(yōu)化后的清煤裝置工作原理

為提高清理效果，延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)的使用壽命，決定對(duì)新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)清理裝置進(jìn)行優(yōu)化改造，改為高壓風(fēng)清掃煤渣裝置。改進(jìn)后的尾煤清理裝置如圖3 所示。

圖3 改進(jìn)后的帶式輸送機(jī)滾筒清理裝置Fig.3 Improved belt conveyor drum cleaning device

改進(jìn)后的帶式輸送機(jī)尾煤清理裝置主要由電磁閥、過(guò)濾減壓閥、進(jìn)風(fēng)管道、風(fēng)管等部件組成。帶式輸送機(jī)在運(yùn)行期間，尾煤裝置隨之啟動(dòng)，電磁閥打開(kāi)，管道處于開(kāi)位狀態(tài)，高壓風(fēng)順著管路流入風(fēng)管，在出口氣流與輥軸呈45°夾角，利用高壓風(fēng)清理皮帶、托輥表面的煤渣，提高帶式輸送機(jī)使用壽命。該結(jié)構(gòu)與帶式輸送機(jī)間距較大，不會(huì)對(duì)帶式輸送機(jī)造成任何損傷。

帶式輸送機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，煤渣高壓風(fēng)清掃裝置將附著在皮帶表面煤渣吹掃干凈，煤渣通過(guò)溜槽進(jìn)入特定的出料皮帶，結(jié)構(gòu)如圖4 所示。尾煤清理裝置主要由動(dòng)力裝置、聯(lián)軸器、清煤皮帶等構(gòu)成，通過(guò)皮帶將煤渣輸送至指定地點(diǎn)進(jìn)行處理。

圖4 機(jī)尾清理裝置結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of tail cleaning device

3.2 清煤裝置的動(dòng)力系統(tǒng)選擇

由于井下設(shè)備的須為本安型設(shè)備，考慮到成本因素，煤渣清理裝置盡可能的簡(jiǎn)單化，電力系統(tǒng)采用現(xiàn)有設(shè)備，以降低電力設(shè)備投入成本。

通過(guò)對(duì)新景礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際考察，決定將液壓泵站改為帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源。改造后的煤渣輸送皮帶運(yùn)行速度設(shè)定為2 m/s，同時(shí)依據(jù)煤渣量、皮帶長(zhǎng)度等，通過(guò)理論計(jì)算并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，確定泵站的動(dòng)力參數(shù)：

4 應(yīng)用效果分析

新景礦在2021 年3 月改造15304 工作面1 號(hào)輸煤皮帶的清煤裝置，經(jīng)過(guò)3 個(gè)月的運(yùn)行，清理效果顯著，帶式輸送機(jī)托輥基本無(wú)附著煤渣，同時(shí)清煤裝置未對(duì)帶式輸送機(jī)造成任何損壞，降低了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，因此決定對(duì)其他類似輸煤皮帶清煤裝置進(jìn)行改造。2021 年6 月投用，運(yùn)行至今，除進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)外，未發(fā)生任何故障，帶式輸送機(jī)煤渣清理效果顯著，沒(méi)有造成皮帶損傷，提高了皮帶的使用壽命，減少了設(shè)備維護(hù)工作量，為帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新景礦DTL120/150/2×315 型帶式輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)行中尾煤清理效果進(jìn)行分析，決定對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造。通過(guò)分析研究，改造為高壓風(fēng)清掃煤渣裝置，并以新景礦井下原有液壓泵站作為動(dòng)力源，降低了清煤裝置改造的成本。優(yōu)化后的清煤裝置無(wú)須與皮帶、托輥等直接接觸，避免皮帶、托輥過(guò)度磨損，從而降低帶式輸送機(jī)的故障率。清煤裝置全部投入使用后，運(yùn)行效果良好，清理效果顯著，且無(wú)需人工清理煤渣，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了帶式輸送機(jī)操作安全性，具有推廣價(jià)值。