掘進巷道帶式輸送機清煤裝置優(yōu)化改進

劉利強

(晉能控股煤業(yè)集團 雁崖煤業(yè)大同有限公司，山西 大同 037031)

1 概述

雁崖煤業(yè)公司5301巷位于三盤區(qū)西翼，巷道東部為實煤區(qū)，南部為2301巷，西部為盤區(qū)大巷，北部為2302巷。

5301巷設(shè)計長度為900 m，設(shè)計斷面規(guī)格(寬×高)為4.5 m×3.5 m，巷道從盤區(qū)輔運巷沿4#煤層底板進行掘進，掘進煤層平均厚度為3.5 m，平均傾角為4°，巷道采用綜合機械化掘進工藝，采用EBZ260型掘進機掘進，掘進機搭接SSJ-800型帶式輸送機進行運煤，截止目前巷道已掘進450 m。

由于5301巷掘進的4#煤層屬于石炭系煤層，煤層穩(wěn)定性差易破碎，掘進機在割煤過程中煤體破碎嚴(yán)重，同時在巷道內(nèi)噴霧灑水的作用下煤體泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，造成帶式輸送機在運輸煤矸石時滾筒出現(xiàn)嚴(yán)重粘煤現(xiàn)象，致使輸送機出現(xiàn)嚴(yán)重跑偏、打滑等問題。通過現(xiàn)場統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，5301巷在前期掘進過程中，因輸送機滾筒吸附煤泥，導(dǎo)致輸送機跑偏斷帶事故共計6起，造成經(jīng)濟損失達(dá)21.6萬元，嚴(yán)重制約著巷道的安全高效運輸。

2 原機尾清煤裝置及主要存在的問題

2.1 原機尾清煤裝置結(jié)構(gòu)

5301巷道掘進前期在巷道內(nèi)帶式輸送機機頭卸載滾筒后部安裝一塊刮煤板，對卸載滾筒煤泥進行清理，刮煤板呈八字凹槽型，如圖1所示，長度為0.8 m，底部寬度為0.3 m，上部寬度為0.5 m，由厚度為50 mm鋼板焊制而成。刮煤板通過螺母與尾滾筒架固定安裝，安裝后刮煤板與滾筒之間預(yù)留2 mm～3 mm間隙。

圖1 帶式輸送機原清煤裝置結(jié)構(gòu)示意圖

帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中當(dāng)滾筒表面吸附煤壁厚度達(dá)2 mm時，通過刮煤板直接清理至凹槽內(nèi)，然后由人工對凹槽內(nèi)煤泥進行清理。

2.2 主要存在的問題

(1)滾筒磨損嚴(yán)重：由于刮煤板為剛性材質(zhì)，刮煤板與卸載滾筒之間間隙較小，當(dāng)滾筒安裝刮煤板后在輸送帶長期拉動作用下，滾筒兩側(cè)出現(xiàn)位移，造成滾筒軸線與刮煤板出現(xiàn)不平行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致滾筒與刮煤板出現(xiàn)接觸摩擦，滾筒磨損嚴(yán)重。

(2)安裝難度大：傳統(tǒng)刮煤板安裝時保證刮煤板與滾筒表面間隙必須控制在3 mm以內(nèi)，但不能接觸，人工安裝難度大，間隙小時很容易磨損滾筒，間隙大時起不到有效清煤作用。

(3)人工清煤作業(yè)危險系數(shù)高：傳統(tǒng)刮煤板清煤后，需人工對刮煤板凹槽內(nèi)煤泥進行清理，而刮煤板安裝在上、下輸送帶之間，輸送機在運轉(zhuǎn)過程中人工清理煤泥時，很容易發(fā)生輸送帶傷人事故，不利于施工安全。

(4)裝置損壞嚴(yán)重：通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機在運輸煤矸過程中，滾筒兩側(cè)吸附的煤泥多，中部相對較少，刮煤板長期對滾筒兩側(cè)煤壁進行清理時刮板磨損嚴(yán)重，造成兩側(cè)刮煤板磨損量大、中部磨損量小，從而降低了清煤效果。

3 雙管風(fēng)水清煤裝置結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

為了解決帶式輸送機傳統(tǒng)清煤裝置在實際應(yīng)用中存在的不足，提高輸送機清煤效果，決定對原清煤裝置進行優(yōu)化改進，安裝了一套雙管風(fēng)水清煤裝置。

3.1 裝置結(jié)構(gòu)

5301巷帶式輸送機卸載滾筒安裝的雙管風(fēng)水清煤裝置主要由進風(fēng)管路、進水管路、電磁閥、壓風(fēng)主管、霧化水管和聯(lián)鎖控制器等組成，如圖2所示。

圖2 雙管清煤裝置結(jié)構(gòu)示意圖

(1)進風(fēng)管路、進水管路分別與巷道內(nèi)靜壓風(fēng)、水管路連接，電磁閥與聯(lián)鎖控制器連接，通過電磁閥控制作用實現(xiàn)風(fēng)、水管路開停，同時電磁閥通過聯(lián)鎖控制器與輸送機電機實現(xiàn)聯(lián)鎖控制作用。

(2)壓風(fēng)主管安裝在卸載滾筒后部0.1 m～0.3 m處，壓風(fēng)主管長度為1.0 m，直徑為80 mm，在壓風(fēng)主管上均勻布置若干個風(fēng)孔以及霧化孔，風(fēng)孔和霧化孔交替布置，孔徑為20 mm。

(3)霧化管路安裝在壓風(fēng)主管內(nèi)，直徑為40 mm，采用無縫鋼管制成，霧化管路每隔一定距離安裝一個高壓噴頭并與壓風(fēng)主管的霧化孔固定安裝。

3.2 雙管清煤裝置工作原理

當(dāng)帶式輸送機啟動后，通過聯(lián)鎖控制器的控制作用打開電磁閥，電磁閥打開后，靜壓風(fēng)通過進風(fēng)管路進入風(fēng)力主管，風(fēng)壓為0.6 MPa，高壓風(fēng)流通過風(fēng)孔對皮帶和滾筒表面粘附的煤渣進行清理，避免煤渣對機械設(shè)備造成損傷；同時靜壓水通過進水管路進入霧化管路，再從霧化孔安裝的高壓噴頭噴出，完成對卸載滾筒機皮帶清洗以及降塵作用；清煤裝置將滾筒及輸送帶上的煤泥吹下后通過設(shè)置在滾筒下方的溜煤槽直接將煤泥下放到搭接輸送帶上。

3.3 裝置應(yīng)用優(yōu)點

(1)實用性強：該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單、成本費用低、便于檢修維護，不僅適用于煤礦采掘工作面各種型號的帶式輸送機，而且還可應(yīng)用于隧道、橋梁以及化工等領(lǐng)域中，實用性強、應(yīng)用區(qū)域廣。

(2)降低設(shè)備故障率：與傳統(tǒng)刮煤板相比，該裝置主要利用高壓風(fēng)流及水流對滾筒附著煤泥進行清理，裝置與滾筒之間間距大，無需接觸，解決了傳統(tǒng)清煤裝置安裝時距離控制難度大、裝置對滾筒磨損嚴(yán)重等技術(shù)難題，大大降低了設(shè)備故障率。

(3)清煤效果好：傳統(tǒng)清煤裝置主要利用刮煤板與滾筒煤泥接觸進行清理，從實際應(yīng)用效果來看，在清理過程中刮煤板磨損嚴(yán)重，達(dá)不到預(yù)期清煤效果；而雙管清煤裝置經(jīng)高壓風(fēng)流對滾筒清理后，再利用高壓水霧對滾筒進行清洗，提高了清煤效果，同時達(dá)到了降塵的目的。

(4)降低人工清煤強度：該裝置清煤后利用溜煤槽直接將煤泥下放到下水平輸送機上，無需人工清煤，不僅降低了人工清煤勞動作業(yè)強度，而且保證了施工安全。

3.4 裝置實際應(yīng)用效果分析

2020年5月21日普掘一隊在5301巷帶式輸送機機頭處安裝了一套雙管風(fēng)水清煤裝置，截止12月14日通過7個月實際應(yīng)用效果來看，投入使用后未發(fā)生故障現(xiàn)象，清煤效果好，未發(fā)生一起因滾筒吸附煤泥致使輸送機跑偏、打滑導(dǎo)致輸送機斷帶事故，全年可節(jié)約設(shè)備維修費用達(dá)20余萬元。

4 結(jié)語

帶式輸送機在運輸煤炭時，輸送帶及滾筒經(jīng)常出現(xiàn)煤泥吸附現(xiàn)象，若不定期進行清理，滾筒表面吸附的煤泥極易改變滾筒曲徑，很容易造成輸送機跑偏、打滑現(xiàn)象，所以帶式輸送機在運輸過程中必須對輸送機安裝合理有效的清煤裝置，只有這樣才能達(dá)到有效的清煤效果，降低輸送機運輸事故率，保證采掘工作面的安全高效運輸。