袁士杰

(平煤神馬建工集團有限公司安裝處, 河南 平頂山市 467000)

0 引 言

平煤集團天力公司吳寨礦生產能力為90萬t,其中坡度22°的主斜井擔負著全礦井的煤炭提升運輸任務,主斜井巷道斷面為半圓拱,凈寬4000 mm,凈高3600 mm,凈斷面12.28 m2,采用U25型鋼＋砌碹砼支護,坡度22°,皮帶機全長600 m,由于長時間的高負荷、高頻率運行導致皮帶磨損嚴重,存在安全隱患。為了保證皮帶的安全可靠運行,礦方委托平煤神馬建工集團有限公司安裝處更換老舊皮帶300 m,其新皮帶選用山東青島紅馬膠帶廠生產的鋼絲繩芯膠帶,每卷150 m。

為了保障礦井的生產任務,在保證安全、質量的條件下,要求安裝工期較短,因此在現(xiàn)場勘查的基礎上,提出了硫化、疊放、安裝、回收等過程的技術方案,經過技術論證后進行現(xiàn)場應用,以期在滿足質量的前提下,為礦方提供安全可靠的技術服務。

1 皮帶更換方案

皮帶更換的主要環(huán)節(jié)主要有：皮帶的硫化工作;臨時設施布置及準備工作,以提高皮帶更換的工作效率;皮帶的更換安裝方案,以確保新老皮帶安全可靠地完成更換安裝[1-4]。

1.1 皮帶硫化方案

根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境,在地面井口廣場布置皮帶硫化及疊放的場地,在硫化場地內使用鋼管及彩鋼板搭建一處硫化棚,以防止雨水、風火及揚塵等環(huán)境因素影響,硫化棚內布設一處硫化平臺,用于硫化作業(yè)。膠帶接頭硫化采用ST/S2000三級直線搭接,接頭長度2570 mm(包括坡口長度),坡口長度50 mm,最長的鋼絲繩長度為2460 mm,第二根長度為1640 mm,最短鋼絲繩長度為820 mm,將2卷150 m的皮帶在地面硫化成一卷300 m。接頭硫化完成后,利用設在硫化場地端頭的回柱絞車將皮帶往復展開,疊放在場地內,為防止疊放時高度過高、彎曲角度過大損傷皮帶,采用上下層皮帶中間放置膠帶卷筒,以減少皮帶彎曲處應力[5-8],疊放方法如圖1所示。

圖1 皮帶疊放方法

為保證硫化接頭的質量,預先在地面進行皮帶試驗頭的膠接硫化,硫化完成后送至鄭州檢測中心進行檢測試驗,待試驗報告符合要求后進行皮帶的整體硫化、安裝。整個更換安裝過程共設計硫化接頭4個,包含試驗頭1個。

1.2 臨時設施布置及準備

在井口地面廣場內布置作業(yè)過程的臨時設施：在皮帶機頭北側,布置1臺16 t穩(wěn)車;在皮帶機頭井口房東西兩側布置2臺14 t回柱絞車;在皮帶機機頭布置1組10 t定滑輪,用于新老皮帶的下放及回收[9-11]。地面臨時設施布設如圖2所示。

皮帶展開全長為600 m,重量為19800 kg,鋼絲繩長120 m,重量為336 kg,合計重量約20.2 t,當皮帶拉至井口位置時,受力最大。此時承受的斜面分力、托輥滾動摩擦力、滾筒滾動摩擦力共約7.87 t,因此,選用1臺16 t穩(wěn)車足以滿足要求。

穩(wěn)車鋼絲繩選用6×19－1670－Φ28,其破斷力為53500 kg,安全系數(shù)K＝53500/7870＝6.8＞6,因此安全系數(shù)符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

圖2 地面臨時設施布設

1.3 皮帶更換

開動皮帶機將需要更換的舊皮帶開到驅動滾筒下方指定位置停車,井口穩(wěn)車鋼絲繩頭經機頭滑輪牽引至井口變坡點下方30 m處,皮帶經圓木鋼絲繩扣捆扎固定在穩(wěn)車繩頭處。在變坡點位置往下每隔3 m依次安裝3副皮帶夾具,皮帶夾具經鋼絲繩扣和夾環(huán)固定在驅動滾筒底座處,上皮帶用一副皮帶夾具固定在驅動滾筒處。機尾張緊裝置松開,用繩扣跟手拉葫蘆把張緊小車固定在張緊軌道上。

在機頭拖帶滾筒位置下方斷下皮帶,新皮帶與下皮帶硫化第一個接頭,硫化完成后,新皮帶用14 t回柱絞車將道木與吊裝帶捆扎,用于當皮帶夾具失效時,防止下皮帶失控。3副皮帶夾具夾緊后人員用快速扳手依次松螺帽,下皮帶開始下滑,控制下皮帶下放速度,當速度過快時,迅速上緊皮帶夾具。當下皮帶下放6 m時,14 t回柱絞車需進行倒繩頭,倒繩時,需上緊3副皮帶夾具,繩頭固定完成后,再繼續(xù)下放下皮帶。當下皮帶下放12 m之后,下皮帶在機尾位置打兜后,3副皮帶夾具夾緊,然后啟動16 t穩(wěn)車提上皮帶,穩(wěn)車啟動上拉上皮帶時,布置在另一側的14 t回柱絞車同時啟動,牽引斷帶位置上皮帶回收。當舊皮帶回收12 m后,上皮帶夾具夾緊,然后繼續(xù)放下皮帶,依次循環(huán)。當新皮帶下放完成后,量好尺寸,將舊皮帶截斷,新老皮帶最終硫化在一起。

2 社會經濟效益

主斜井皮帶的更換將導致礦井停產,直接影響礦井經濟效益,因此合理的方案可縮短工程工期,提高社會經濟效益。本文介紹的主斜井皮帶更換安裝方案,在實際應用中,既保證了安裝質量,同時又大幅度縮短了工期,為礦井縮短了停產時間,提高了相對社會經濟效益,具體如下：

接頭硫化的質量經第三方檢測機構檢測合格,同時皮帶的合理疊放,經實際查驗完整性較好,保證了皮帶的質量。

經實際應用表明：合理、高效的皮帶更換方案,日常更換皮帶每150～200 m需用時8 h(不包含硫化時間),完成600 m需連續(xù)的24 h,而本方案更換皮帶實際用時12 h,節(jié)約了一半時間,效率提高了一倍。

3 結 語

主斜井皮帶輸送機是礦井提升運輸?shù)难屎?直接影響著礦井的安全高效生產。文章針對平煤集團天力公司吳寨礦主斜井的實際情況,制定了接頭硫化、皮帶更換安裝等具體的方案,并計算分析了臨時牽引設備的可靠性,經過技術論證交底,在現(xiàn)場應用中,有效提高了皮帶更換的效率,有力保證了皮帶安裝的質量,極大提升了社會經濟效益,為同類礦井主斜井皮帶更換提供了經驗和技術支持。