南朝云，曹咸春

(國(guó)能神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司洗選中心，陜西 神木 719315)

0 引言

膠帶輸送機(jī)一般涵蓋驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶、機(jī)架以及托輥等多個(gè)組成部分，因其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行過(guò)程較為穩(wěn)定，設(shè)計(jì)制造成本低廉，被廣泛地運(yùn)用至選煤廠運(yùn)輸作業(yè)中，主要運(yùn)輸原煤以及精煤等多種物料[1-2]。膠帶輸送機(jī)在實(shí)際運(yùn)輸煤炭時(shí)，表面極易附著一部分煤塵、泥漿、粉塵等物料，若是未能將其清理到位，將會(huì)使得物料粘附在托輥和導(dǎo)向滾筒上，尤其是水分較大的煤炭顆粒，極易影響到生產(chǎn)設(shè)備的使用。煤炭顆粒一旦粘附于滾筒上，便會(huì)使膠帶發(fā)生跑偏，最終出現(xiàn)膠帶磨損的問(wèn)題，從而影響其使用壽命，甚至引發(fā)惡性生產(chǎn)事故。結(jié)合膠帶機(jī)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，積極采取先進(jìn)的清掃技術(shù)及清掃器予以解決，確保膠帶機(jī)的使用壽命逐步延長(zhǎng)，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除各種安全隱患[3-5]。

1 清掃器的作用與現(xiàn)狀

1.1 清掃器的作用

為確保選煤廠生產(chǎn)質(zhì)量及運(yùn)行效率，在物料運(yùn)輸轉(zhuǎn)載過(guò)程中應(yīng)重視膠帶輸送機(jī)的工況，避免因膠帶機(jī)存在問(wèn)題導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降或者運(yùn)行效率降低，在運(yùn)輸過(guò)程中，膠帶輸送機(jī)依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作用，使得前后滾筒和膠帶同步運(yùn)行，若膠帶輸送機(jī)各部件粘附了雜質(zhì)，會(huì)大幅增加設(shè)備實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷，從而加劇各部件的磨損，使其設(shè)備使用壽命大大縮減。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部件的不規(guī)則磨損易導(dǎo)致設(shè)備跑偏等故障的發(fā)生[6-7]。結(jié)合選煤廠的實(shí)際運(yùn)行情況，適當(dāng)?shù)卦谶x煤廠膠帶機(jī)上安裝風(fēng)力清掃器，確保選煤廠的生產(chǎn)質(zhì)量及運(yùn)行效率，同時(shí)保障工作人員的安全，避免引發(fā)一系列安全事故。

清掃器是一種膠帶機(jī)的粘著物和塊狀較大煤炭的清理裝置。清掃器主要作用是減輕輸送帶的過(guò)度磨損，降低能耗，其特點(diǎn)如下。

防止打滑和跑偏：保持膠帶的干凈，保證膠帶在傳動(dòng)滾筒上有足夠的摩擦力，防止膠帶打滑和跑偏。

延長(zhǎng)壽命：有效減少黏性較大的煤炭顆粒對(duì)輸送帶和托輥的磨損，有效延長(zhǎng)滾筒、膠帶、托輥的使用壽命。

運(yùn)行平穩(wěn)：保證膠帶輸送機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，不左右上下跳動(dòng)和撕裂膠帶。

減少維修率：隨著黏性物的減少，對(duì)承載托輥、托架、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒等起到有效保護(hù)，保證了膠帶機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少膠帶輸送機(jī)的維修率。

1.2 清掃器的現(xiàn)狀

清掃器可以分為刮板式、錕式、刷式、振動(dòng)式、螺旋式、風(fēng)動(dòng)式和綜合式。這些清掃器對(duì)黏性物料的清掃效果不一。通過(guò)對(duì)原煤煤質(zhì)、膠帶機(jī)的工況、清掃器的價(jià)格進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)各類清掃裝置都存在諸多問(wèn)題。研究合理的清掃裝置，選用高效、低成本的清掃器對(duì)選煤廠生產(chǎn)、運(yùn)行和提高我國(guó)煤礦的生產(chǎn)效率尤為重要。

安裝：傳統(tǒng)清掃器一般安裝在滾筒后側(cè)。用聚氨酯板固定在膠帶構(gòu)成的清掃器架上，使用銷軸和杠桿結(jié)構(gòu)使清掃器膠帶貼在回空膠帶上進(jìn)行清煤，用彈簧的張力使清掃器與回空帶之間產(chǎn)生一定壓力，并能夠在清掃器膠帶磨損后進(jìn)行壓力補(bǔ)償，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)清掃器示意

傳統(tǒng)清掃器的缺陷：①清掃器由一道清掃膠帶構(gòu)成，而且由于底皮帶是回空帶，膠帶在清掃器的壓力下上漂，清掃器壓力不夠，清掃效果較差；②清掃器在卸載滾筒后側(cè)，根據(jù)安裝條件一般要距離卸載滾筒1 m多，清掃下來(lái)的煤需要加工一個(gè)小溜煤斗，把煤溜到下一部皮帶上，但有時(shí)因空間高度不夠，而無(wú)法將清掃下來(lái)的煤溜走；③清掃器更換工作量較大且更換周期短，因此清掃器易磨損。

針對(duì)選煤廠膠帶機(jī)運(yùn)行工況，受轉(zhuǎn)載物料性質(zhì)影響，清掃效果好、設(shè)備磨損小、維護(hù)檢修量小、價(jià)格便宜這幾個(gè)要素成為清掃器研究的主要方向。風(fēng)力清掃器是一種簡(jiǎn)單的清掃裝置，可以被廣泛應(yīng)用于各種干燥松散的物料和弱黏性松散物料的清掃。風(fēng)力清掃器不僅適用于低帶速的滾筒，同樣適用于高帶速的滾筒，其應(yīng)用前景十分廣泛。

2 風(fēng)力清掃器的特點(diǎn)

2.1 安裝、維護(hù)簡(jiǎn)便

傳統(tǒng)清掃器主要使用聚氨酯刮板搭配長(zhǎng)桿螺栓，自身重量大且極易出現(xiàn)磨損的情況，日常維護(hù)難度較高，安裝過(guò)程十分復(fù)雜，需要耗費(fèi)人力和物力。風(fēng)力清掃器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)易，重量輕且安裝便捷，在后續(xù)的維護(hù)及管理中，僅需將風(fēng)道表面的堆積物清除或者是更換磨損嚴(yán)重的風(fēng)道，操作十分輕便，一人即可完成。

2.2 零磨損

傳統(tǒng)清掃器在選煤廠運(yùn)用時(shí)，極易出現(xiàn)磨損的問(wèn)題，磨損通?？梢詣澐譃榍鍜咂髯陨砟p和膠帶磨損2種類型。風(fēng)力清掃器突破了傳統(tǒng)清掃器的限制，借助于新的媒介——高壓空氣實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭的清潔，確保膠帶表面不會(huì)受到任何的磨損，借助于噴射而出的高壓空氣，及時(shí)吹散煤炭，由此避免清掃器本身和膠帶受損。

2.3 成本低

風(fēng)力清掃器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)易，單部件數(shù)量少，可以實(shí)現(xiàn)自制自加工，成本低廉，基本控制在百元以內(nèi)。在具體使用的過(guò)程中，風(fēng)力清掃器屬于無(wú)摩擦清掃器，不會(huì)出現(xiàn)任何的磨損問(wèn)題，使得清掃器本身的使用壽命大大增加，避免了頻繁更換的問(wèn)題，維護(hù)成本得到了合理控制[7-9]。

3 選煤廠膠帶機(jī)風(fēng)力清掃器的實(shí)踐應(yīng)用

石圪臺(tái)選煤廠是一座礦井型選煤廠，主要承擔(dān)石圪臺(tái)煤礦原煤及外購(gòu)煤的洗選加工和裝車外運(yùn)。該廠始建于2005年5月，先后經(jīng)過(guò)3次改擴(kuò)建，年生產(chǎn)能力1 200萬(wàn)t，裝車能力1 300萬(wàn)t。全廠共有設(shè)備283臺(tái)(套)。選煤工藝流程采用25～200 mm塊煤重介淺槽分選，1.5～25 mm末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選，0.5～1.5 mm粗煤泥采用螺旋分選機(jī)分選。全廠膠帶機(jī)運(yùn)輸距離3.5 km，承擔(dān)著塊煤、矸石、原煤、精煤等物料的運(yùn)輸作業(yè)，運(yùn)輸中由于物料含水分較高，黏度較大，造成粒度較小的物料粘結(jié)在帶面、滾筒、托輥上，引起膠帶機(jī)跑偏及打滑，嚴(yán)重時(shí)引起膠帶機(jī)著火、撕帶等事故的發(fā)生。

選煤廠結(jié)合各膠帶機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在701混煤膠帶機(jī)選用較先進(jìn)的風(fēng)力清掃器。風(fēng)力清掃器在實(shí)際使用時(shí)對(duì)于相關(guān)的參數(shù)要求較高，因此需要明確基本的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，通過(guò)不斷地實(shí)踐，總結(jié)精準(zhǔn)的參數(shù)值，使得煤廠生產(chǎn)效益水平得以保障。

3.1 結(jié)構(gòu)及原理

風(fēng)壓及高壓風(fēng)源等均屬于風(fēng)力清掃器的關(guān)鍵組成部分，風(fēng)管是2根鍍鋅鋼管，通過(guò)將風(fēng)孔合理地設(shè)置在側(cè)面的區(qū)域，一端實(shí)現(xiàn)與高壓風(fēng)源的有效連接，另外一端則是相應(yīng)的封閉端，需要體現(xiàn)出基本的封閉效果。風(fēng)孔通常設(shè)置為圓形，出風(fēng)的方向基本是下部膠帶，與膠帶本身的運(yùn)行方向存在顯著差別，相切于下部膠帶的清掃區(qū)域。在啟動(dòng)相應(yīng)的清掃器之后，高壓風(fēng)源會(huì)受到一定的影響，伴隨著下部膠帶具體運(yùn)行方向的作用，可以及時(shí)清理膠帶表面粘附的煤炭，使其適當(dāng)?shù)卮等肓锊蹆?nèi)部[10-13]。電磁閥線圈通常能夠與傳感器相互聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的控制，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，其中的換向閥需要和高壓風(fēng)源的控制閥建立起相對(duì)密切的聯(lián)系。在傳輸設(shè)備上合理地設(shè)置傳感器，可以有效地控制電磁閥的啟停狀態(tài)。風(fēng)動(dòng)清掃器工作原理具體為：當(dāng)皮帶啟動(dòng)后，電磁閥動(dòng)作，高壓空氣通過(guò)鍍鋅管風(fēng)孔射出高壓氣流，高壓氣流沿45°角噴射皮帶表面進(jìn)行粘結(jié)物清掃，如圖2所示。也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采用人工操控，但由于人工操控與皮帶啟停往往難以同步，容易造成啟動(dòng)噴嘴被堵塞。

1-皮帶滾筒；2-皮帶；3-空氣過(guò)濾減壓閥；4-電磁閥；5-風(fēng)孔；6-風(fēng)力主管；7-進(jìn)風(fēng)管道

3.2 技術(shù)參數(shù)

膠帶機(jī)風(fēng)力清掃器被選煤廠合理地運(yùn)用起來(lái)，借助技術(shù)試驗(yàn)的過(guò)程確定技術(shù)參數(shù)，初期風(fēng)管一般選擇內(nèi)徑為50 mm的鍍鋅鋼管，出風(fēng)孔的基本孔徑多在5 mm，孔距40 mm，孔眼和膠帶本身的角度需要設(shè)置為40°。為了獲得相對(duì)理想的清掃效果，主張?jiān)陟o止的狀態(tài)下，將風(fēng)管和膠帶間的距離控制在10 mm。因人工操作啟停過(guò)程，當(dāng)膠帶處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)力清掃器并未及時(shí)啟動(dòng)，從而導(dǎo)致煤泥進(jìn)入孔眼內(nèi)部，造成孔眼堵塞。為解決相關(guān)問(wèn)題，技術(shù)人員應(yīng)該在確保技術(shù)參數(shù)不變的情況下，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整風(fēng)孔的孔徑，將其設(shè)置為2 mm，以此保證基本的清掃效果，妥善地解決相應(yīng)的煤泥堵塞問(wèn)題。

3.3 應(yīng)用情況

膠帶機(jī)風(fēng)力清掃器在實(shí)際使用過(guò)程中易產(chǎn)生煤塵，為防止煤塵飛起，風(fēng)力清掃區(qū)域采用噴霧降塵，其原理是利用噴霧產(chǎn)生的微粒，由于其極其細(xì)小，表面張力基本為零，噴灑到空氣中能迅速吸附空氣中的各種大小灰塵顆粒，達(dá)到有效控塵的目的。為使風(fēng)力清掃器與帶面充分接觸且壓力恒定，在風(fēng)管前增加穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，用于調(diào)整風(fēng)力的大小，清掃器和膠帶的反向旋轉(zhuǎn)作用，讓回風(fēng)管路和前后2套風(fēng)力吹嘴與馬達(dá)本身的出風(fēng)口合理地連接起來(lái)。依照膠帶機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向，第1套吹嘴可以發(fā)揮出積極的作用，及時(shí)將皮帶上附著的大顆粒煤泥清除干凈。第2套吹嘴可以將皮帶殘余煤泥清理到位，使其可以及時(shí)地清掃到下料口，直到實(shí)現(xiàn)徹底清理的目標(biāo)[14-15]。

對(duì)比傳統(tǒng)的清掃器技術(shù)，風(fēng)力清掃器增加了一級(jí)和二級(jí)清掃器，使得清掃的效果更加明顯。此外，優(yōu)化之后的清掃器還設(shè)置了風(fēng)力恒定控制閥，保證了恒力效果，實(shí)現(xiàn)了不間斷清掃，能夠在確?；镜那鍜吡Χ鹊耐瑫r(shí)，適當(dāng)強(qiáng)化相應(yīng)的清掃效果。另外，在運(yùn)用該類清掃器的過(guò)程中，還運(yùn)用了聚氨酯材料，不會(huì)影響到輸送帶，體現(xiàn)出耐磨和耐用的效果。

4 應(yīng)用效果

石圪臺(tái)選煤廠于2019年2月對(duì)701混煤膠帶輸送機(jī)的清掃器實(shí)施了改造。經(jīng)對(duì)比，新安裝風(fēng)力清掃裝置的使用效果明顯，其優(yōu)秀的表現(xiàn)更適合用于煤炭運(yùn)輸。首先，風(fēng)力清掃裝置有效解決了傳統(tǒng)清掃器因接觸過(guò)緊或過(guò)松，引起的膠帶跑偏及帶面過(guò)快磨損的問(wèn)題。因此減少了膠帶輸送機(jī)因異物引起設(shè)備損壞而停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。輸送帶表面沒(méi)有與風(fēng)力清掃裝置直接接觸摩擦從而沒(méi)有磨損，相比前2種清掃裝置，大大延長(zhǎng)了輸送帶的使用壽命。其次，風(fēng)力清掃裝置能有效地清掃粘附在輸送帶上的黏性物質(zhì)，減少了煤炭隨輸送帶的運(yùn)行粘附在機(jī)架或地面上所造成的磨損、污染甚至影響到設(shè)備壽命的風(fēng)險(xiǎn)，也減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。這種形式的風(fēng)力清掃裝置，仍然有清掃不夠徹底的缺點(diǎn)，但相比傳統(tǒng)清掃裝置，其清掃質(zhì)量達(dá)到95%以上。同時(shí)應(yīng)用風(fēng)力清掃器的缺點(diǎn)是需要提供風(fēng)源，一般選煤廠都有高壓空氣管路系統(tǒng)，可以就近利用，風(fēng)動(dòng)清掃器安裝位置和清掃干凈效果如圖3所示。

1-輸送帶；2-驅(qū)動(dòng)滾筒；3-第①道清掃器；4-第②道清掃器；5-氣管及支持裝置；6-溜槽

5 結(jié)語(yǔ)

文章詳細(xì)地解讀了選煤廠膠帶機(jī)風(fēng)力清掃器的具體使用價(jià)值，同時(shí)結(jié)合其基本特征加以判斷，在明確了具體結(jié)構(gòu)及原理后，使推廣與應(yīng)用前景更加清晰，為后續(xù)合理運(yùn)用提供可靠的理論支持。風(fēng)力清掃器的出現(xiàn)大大降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還能使選煤企業(yè)得到持續(xù)穩(wěn)定健康的發(fā)展。但在實(shí)際應(yīng)用中，風(fēng)力清掃器也存在著部分亟待改進(jìn)的問(wèn)題，需結(jié)合實(shí)際情況加以判斷，促使煤礦的生產(chǎn)效益水平明顯提升，取得相對(duì)圓滿的使用效果。