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    機掘巷道帶式輸送機跑偏機理及預防

    2022-03-24 06:46:52高鵬翔
    機械管理開發(fā) 2022年1期
    關鍵詞:煤流張緊托輥

    高鵬翔

    (晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)公司, 山西 大同 037031)

    1 大斗溝礦5201 巷概述

    晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)公司5201 巷位于同忻三盤區(qū),北東部為山2 號煤層盤區(qū)巷,北西部為8202 設計工作面,南東部為8206 設計工作面,南西部為山2 號煤層可采邊界。

    5201 巷設計長度為1 179 m,巷道斷面規(guī)格為高×寬=3.6 m×5.2 m,從皮帶大巷開口,掘進煤層為山西組2 號煤層,煤體結構簡單,預計煤厚總厚為1.99~3.98 m,平均2.71 m,含夾矸1~2 層(0.15~0.40 m),煤層走向北西、傾向南東,結構簡單。

    5201 巷使用EBZ-260(H)型掘進機掘進一次成巷,沿煤層底板掘進,巷道掘進工序為:交接班安全檢查、準備→校對巷道中線推浮煤巖→(加皮帶)拉滑道伸皮帶→掘進機割煤、運煤→安全檢查→臨時支護→永久支護→掘進機割煤進入下一循環(huán)。巷道掘進期間采用SSJ-800 型帶式輸送機運煤,輸送機機頭與盤區(qū)帶式輸送機搭接;SSJ-800 型帶式輸送機主要由各類滾筒(卸載滾筒、主副滾筒、導向滾筒、尾滾筒)、各類保護裝置(跑偏、撕帶、溫度、堆煤、煙霧保護)、機頭大架、電機、減速機、H 架、阻燃輸送帶、張緊裝置、儲帶裝置等部分組成;輸送機帶寬為0.8 m,電機功率為40 kW,運輸能力為1 500 t/h;5201 巷帶式輸送機采用雙電機驅動方式,最大運輸距離為800 m。

    2 帶式輸送機運輸現(xiàn)狀及跑偏機理

    2.1 巷道帶式輸送機運輸現(xiàn)狀

    截至目前5201 巷已掘進450 m,由于5201 巷在前期掘進過程中共計揭露四條正斷層,斷層平均落差為0.7 m,平均傾角為52°,受斷層影響巷道煤層內(nèi)夾矸量增大,且以砂質泥巖為主,受巷道內(nèi)煤矸及帶式輸送機安裝技術水平、帶式輸送機管理維護等影響,掘進前期帶式輸送機共計發(fā)生7 起機電事故,其中斷帶3 起、電機燒毀1 起、H 架倒架3 起,造成經(jīng)濟損失達30.5 萬元。通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),導致帶式輸送機事故的主要原因是輸送帶跑偏[1-3],使輸送帶在運轉方向上受力不均,導致輸送帶出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象,同時輸送帶出現(xiàn)跑偏時,輸送帶與托輥、滾筒之間摩擦嚴重,輸送機運行負荷加大,導致輸送帶磨損嚴重、電機燒毀等。

    2.2 帶式輸送機跑偏機理

    2.2.1 安裝質量不合格

    5201 巷帶式輸送機由機掘隊組人員進行安裝,由于安裝人員未進行專業(yè)技術培訓,安裝輸送機時隨意性大且安裝前未現(xiàn)場給定輸送機中心線,導致帶式輸送機在安裝過程中輸送機機頭安裝不牢固、輸送機卸載滾筒與尾滾筒軸線不平行等,造成帶式輸送機運轉時輸送帶側向受力不均。

    2.2.2 托輥質量不合格

    5201 巷掘進量為7.5 m/d,每班掘進前需對帶式輸送機延尾,延尾長度為9.0 m,延尾過程中需安裝三組H 架及上下托輥,而5201 巷內(nèi)采用的托輥為已掘巷道回收修復托輥,托輥破損嚴重、質量不合格,托輥表面曲徑存在不一致現(xiàn)象,導致在輸送機運輸物料時,托輥對輸送帶產(chǎn)生徑向摩擦力不一致,致使輸送帶朝摩擦力大的一側跑偏。

    2.2.3 輸送帶張緊力不合適

    5201 巷帶式輸送機每次延尾后由操作工對帶式輸送機張緊力進行調節(jié),傳統(tǒng)人工調節(jié)方式不僅勞動作業(yè)強度、危險系數(shù)高,而且調節(jié)精度低;若張緊力不足,帶式輸送機在運輸煤矸時,在煤矸重力作用下輸送帶受力不均出現(xiàn)跑偏;當張緊力過大時,在物料作用下很容易出現(xiàn)斷帶事故。

    2.2.4 輸送帶接頭不合格

    5201 巷帶式輸送機每延一次機尾需加一節(jié)皮帶,皮帶與皮帶之間采用機械連接,輸送帶在對接過程中由于操作人員對兩側輸送帶對接不嚴,導致輸送帶連接后存在錯位現(xiàn)象,輸送機在運轉時不合格的輸送帶接頭在托輥摩擦作用下產(chǎn)生側向應力,輸送帶朝應力一側跑偏,并伴隨著撕帶現(xiàn)象。

    2.2.5 卸料不均

    卸料不均是造成帶式輸送機跑偏的主要原因,當相鄰兩部輸送機搭接時,且搭接點存在高差時,上輸送機物料在卸載過程中對下水平輸送帶產(chǎn)生沖擊作用力,沖擊作用力在水平、垂直方向存在一個分力,若水平分力指向輸送帶兩側時,輸送帶出現(xiàn)跑偏。

    3 帶式輸送機跑偏預防措施

    為了提高帶式輸送機運行穩(wěn)定性,控制帶式輸送機跑偏現(xiàn)象,機掘隊決定對5201 巷SSJ-800 型帶式輸送機采取若干項預防措施。

    3.1 提高輸送機安裝工藝

    為了保證輸送機安裝后平直且穩(wěn)固,帶式輸送機安裝前需對輸送機安裝底板浮煤進行清理,并對松軟底板進行硬化;輸送機在安裝時需對機頭部進行施工,機頭采用四根地錨固定,保證機頭安裝后牢固可靠;輸送機安裝時必須由地測科現(xiàn)場給線,保證輸送機安裝后機頭卸載滾筒與尾滾筒平行,且與輸送帶中心線垂直。

    3.2 加大輸送機檢修力度

    帶式輸送機安裝后必須定期對帶式輸送機易損部件進行檢查,特別是輸送機托輥,嚴禁使用破損、變形、斷裂托輥,并定期更換;檢修人員應每班對輸送機電機與減速機連接部位潤滑情況、磨損情況進行檢查,發(fā)現(xiàn)連接軸承變形時及時更換;定期對輸送機機頭、機身及機尾部連接部位進行檢查,確保輸送機運行穩(wěn)定。

    3.3 安裝自動張緊裝置

    為了解決傳統(tǒng)輸送機張緊方式不合理、勞動強度大、安全系數(shù)低等技術難題[4],決定對5201 巷帶式輸送機安裝一套自動液壓張緊裝置,該裝置主要由聯(lián)鎖開關、PLC 控制器、激光掃描儀、重力感應裝置、各類游動車等部分組成,如圖1 所示。自動張緊裝置根據(jù)運輸物料重量實現(xiàn)輸送帶張緊自動調節(jié)作用,具有自動化水平高、張緊調節(jié)精度效果好及安全系數(shù)高等優(yōu)點。

    圖1 帶式輸送機自動張緊裝置結構示意圖

    3.4 優(yōu)化輸送帶對接工藝

    輸送帶在對接前應將對接輸送帶剪切平整,對接平面應與輸送帶中心線垂直。為了避免傳統(tǒng)機械對接時對接不平整,對接后接口處存在鼓起現(xiàn)象,加大輸送帶磨損等現(xiàn)象,決定采用熱硫化的方式進行輸送帶接口對接,從而有效提高接口對接水平。

    3.5 降低煤流沖擊作用力

    為了解決相鄰兩部輸送機對接處存在煤流卸載時沖擊跑偏現(xiàn)象[5],決定對機頭處安裝煤流緩沖裝置。該裝置主要由金屬外殼和柔性接煤平臺組成,如圖2 所示。當煤流進入緩沖裝置后,通過與柔性接煤平臺相互撞擊,達到降低煤流速度的目的,保證煤流平穩(wěn)進入下水平輸送機。

    圖2 帶式輸送機煤流卸載緩沖裝置結構示意圖

    4 結語

    2020 年5 月大斗溝礦機掘隊對5201 巷帶式輸送機采取防跑偏措施,截至2020 年9 月通過4 個月實際應用效果來看,帶式輸送機采取防跑偏預防措施后,5201 巷在后期回采過程中共計發(fā)生3 次斷帶事故,其中有1 次是因輸送機跑偏造成的。與前期回采相比,輸送機跑偏事故率降低了87%,預計全年可減少輸送機維修費用達27.8 萬元,有效保證了機掘巷道安全高效掘進,取得了顯著應用成效。

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