掘進(jìn)巷道帶式輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

費(fèi) 強(qiáng)

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)野川煤礦，山西 高平 048400）

1 3205巷概況

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)野川煤礦3205 巷位于井田二采區(qū)，東鄰二采區(qū)膠帶巷，南邊為井田邊界保安煤柱，西邊為井田邊界保安煤柱，北邊為設(shè)計(jì)3205 膠帶順槽，巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度為950 m，掘進(jìn)煤層為3 號(hào)煤層，平均厚度為5.8 m，平均傾角為3°，煤層為黑色，條痕褐黑色，似金屬光澤，中—寬條帶狀結(jié)構(gòu)，斷口貝殼狀、階梯狀，內(nèi)生裂隙發(fā)育，層狀構(gòu)造。煤層位于山西組中下部，全區(qū)穩(wěn)定可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸，夾矸厚度0～0.02 m。

3205 巷在掘進(jìn)期間對(duì)巷道內(nèi)安裝一部SSJ-800型帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，每臺(tái)電機(jī)功率為40 kW，SSJ-800 型帶式輸送機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)裝置（電機(jī)、減速機(jī)）、機(jī)頭大架、各類滾筒（驅(qū)動(dòng)滾筒、改向滾筒、卸載滾筒、主副滾筒以及尾滾筒）、重梁、H架、阻燃輸送帶、托輥、清煤裝置、各類保護(hù)、灑水裝置等部分組成；帶式輸送機(jī)在安裝過程中主要由游動(dòng)絞車對(duì)輸送帶進(jìn)行張緊，但是在巷道前期掘進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)，3205 巷內(nèi)帶式輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)跑偏、斷帶、打滑等現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)主要由于輸送帶張緊不合理造成，而采用游動(dòng)絞車進(jìn)行輸送帶張緊時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)微調(diào)作用，張緊精度相對(duì)較低，而且采用傳統(tǒng)張緊時(shí)必須對(duì)輸送機(jī)停機(jī)，并拉空輸送帶煤矸，從而造成輸送機(jī)張緊工序復(fù)雜，對(duì)巷道掘進(jìn)影響大；根據(jù)礦機(jī)電科統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2021 年1—10 月野川煤礦井下掘進(jìn)工作面帶式輸送機(jī)共計(jì)發(fā)生17 起事故，其中斷帶、電機(jī)燒毀、撕帶等事故9 起，且全部為輸送機(jī)張緊不合理造成的，導(dǎo)致煤礦經(jīng)濟(jì)損失達(dá)42 余萬元，嚴(yán)重制約著巷道安全高效掘進(jìn)。

2 新型張緊調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 新型張緊裝置結(jié)構(gòu)

野川煤礦3205 巷SSJ-800 型帶式輸送機(jī)安裝的新型張緊調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)節(jié)托輥、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、金屬框架、底座、高應(yīng)力彈簧、限位塊、頂柱、連接軸承、活動(dòng)槽口等部分組成，如圖1 所示。

圖1 輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)、安裝示意圖

1）轉(zhuǎn)輪直徑為0.25 m，轉(zhuǎn)輪下部與頂柱焊接，頂柱直徑為0.15 m，頂柱中部為中空狀，中部孔徑為0.12 mm，頂柱長(zhǎng)度為1.0 m，頂柱插入金屬框內(nèi)部。

2）金屬框長(zhǎng)度為1.2 m、直徑為0.3 m，金屬框內(nèi)部為中空狀，底柱固定在金屬框底部，金屬框上部焊制一個(gè)直徑為0.17 m 圓孔，主要用于頂柱插入金屬框內(nèi)。

3）底柱為實(shí)芯鋼柱，底柱長(zhǎng)度為0.8 m、直徑為0.11 m，底柱插在頂柱內(nèi)部，在頂柱與底柱之間分別安裝限位塊和高應(yīng)力彈簧，限位塊兩端與金屬框內(nèi)壁活動(dòng)連接；高應(yīng)力彈簧張拉行程為0.1～0.8 m。

4）在限位塊一端固定一根長(zhǎng)度為1.0 m、直徑為0.1 m 的連接軸，連接軸的另一端與調(diào)節(jié)托輥連接，調(diào)節(jié)托輥為橡膠托輥，長(zhǎng)度為0.8 m、直徑為0.12 m。

2.2 工作原理

1）首先將輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)裝置安裝在距帶式輸送機(jī)機(jī)頭10～15 m 處，金屬框采用固定架固定安裝在巷道頂板上，裝置安裝后保證橡膠托輥與輸送機(jī)下輸送帶緊密接觸[1]。

2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)出現(xiàn)張緊不足時(shí)，施工人員順時(shí)針擰動(dòng)轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)頂柱向下移動(dòng)，并帶動(dòng)限位塊、高應(yīng)力彈簧以及調(diào)節(jié)托輥向下移動(dòng)；調(diào)節(jié)托輥向下移動(dòng)時(shí)對(duì)下輸送帶產(chǎn)生擠壓作用，從而實(shí)現(xiàn)張緊輸送帶的目的。

3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)帶式輸送機(jī)張緊過大時(shí)操作人員逆時(shí)針擰動(dòng)轉(zhuǎn)輪，此時(shí)頂柱、限位塊在彈簧復(fù)位作用下向上移動(dòng)，調(diào)節(jié)托輥對(duì)下輸送帶擠壓張力變小，輸送帶出現(xiàn)松弛現(xiàn)象[2-4]。

3 帶式輸送機(jī)新型張緊裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用效果分析

3.1 裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

1）制造成本費(fèi)用低：帶式輸送機(jī)新型張緊裝置無供電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，裝置全部為金屬配件，使用過程中不易損壞、故障率低，而且便于操作維護(hù)，整套裝置成本費(fèi)用不足0.8 萬元。

2）張緊調(diào)節(jié)效果好：帶式輸送機(jī)傳統(tǒng)游動(dòng)絞車進(jìn)行輸送帶張緊調(diào)節(jié)時(shí)無法實(shí)現(xiàn)微調(diào)節(jié)，而新型張緊裝置能夠?qū)斔蛶нM(jìn)行微調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度高；而且該裝置使用時(shí)無需停機(jī)，有效解決了傳統(tǒng)輸送機(jī)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)時(shí)需停機(jī)，對(duì)巷道掘進(jìn)影響大等技術(shù)難題，保證了輸送機(jī)在運(yùn)行過程中操作人員人身安全，提高了帶式輸送機(jī)使用壽命[5]。

3）實(shí)用性強(qiáng)：新型張緊裝置不僅可用于采掘工作面不同型號(hào)的帶式輸送機(jī)中，而且可用于煤化工、建筑、橋梁隧道等領(lǐng)域中，實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣。

3.1.2 存在的缺點(diǎn)

該裝置在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些缺點(diǎn)，需進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，主要表現(xiàn)在以下兩方面：

1）裝置自動(dòng)化水平低：該裝置在實(shí)際應(yīng)用中無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，需人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸送機(jī)在運(yùn)行過程中需安排專人對(duì)輸送帶張緊進(jìn)行觀察，并人工調(diào)節(jié)，增加了人工勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，自動(dòng)化水平相對(duì)較低。

2）零部件損壞嚴(yán)重：由于在對(duì)輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)時(shí)需反復(fù)張拉彈簧以及連接軸，由此產(chǎn)生不定期應(yīng)力，導(dǎo)致裝置出現(xiàn)彈簧彈力失效、連接軸變形等現(xiàn)象，需定期對(duì)該類易損部件進(jìn)行維修更換，增加了裝置維修費(fèi)用。

3.2 實(shí)際應(yīng)用效果分析

野川煤礦于2021 年3 月對(duì)3205 巷內(nèi)SSJ-800型帶式輸送機(jī)安裝了一套新型張緊裝置，截止2021年9 月該巷道已掘進(jìn)到位，在6 個(gè)月時(shí)間內(nèi)采用該裝置共計(jì)對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行了7 次張緊調(diào)節(jié)，與傳統(tǒng)張緊方式相比，利用該裝置進(jìn)行張緊調(diào)節(jié)時(shí)無需停機(jī)，每次張緊時(shí)間不足0.5 h,與傳統(tǒng)游動(dòng)絞車張緊相比，縮短了0.7 h/次，而且3205 巷帶式輸送機(jī)安裝該裝置后輸送機(jī)跑偏、打滑、斷帶現(xiàn)象得到了有效改善，預(yù)計(jì)全年可減少輸送機(jī)維修費(fèi)用達(dá)37.5 萬元。

4 結(jié)語

張緊裝置是帶式輸送機(jī)重要組成部分，張緊裝置能否對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行合理有效張緊調(diào)節(jié)，對(duì)輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用，所以為了提高輸送機(jī)運(yùn)行效率，降低輸送機(jī)故障率，必須對(duì)輸送機(jī)提供合理的張緊作用力，必要時(shí)需對(duì)輸送機(jī)張緊裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

野川煤礦針對(duì)3205 巷SSJ-800 帶式輸送機(jī)在前期運(yùn)行過程中張緊裝置主要存在的問題，提出了合理有效的優(yōu)化改進(jìn)方案，安裝了一套新型張緊裝置，通過實(shí)際應(yīng)用效果來看，該裝置實(shí)現(xiàn)了輸送帶微調(diào)節(jié)的目的，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)張緊裝置張緊精度低、張緊效率差等不足，有效提高了掘進(jìn)巷道帶式輸送機(jī)運(yùn)行效率，取得了顯著應(yīng)用成效。