劉利強(qiáng)

(晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 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(shí)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(jì)長度為900 m，設(shè)計(jì)斷面規(guī)格(寬×高)為4.5 m×3.5 m，巷道從盤區(qū)輔運(yùn)巷沿4#煤層底板進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)煤層平均厚度為3.5 m，平均傾角為4°，巷道采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝，采用EBZ260型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)搭接SSJ-800型帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤，截止目前巷道已掘進(jìn)450 m。

由于5301巷掘進(jìn)的4#煤層屬于石炭系煤層，煤層穩(wěn)定性差易破碎，掘進(jìn)機(jī)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(jī)在運(yùn)輸煤矸石時滾筒出現(xiàn)嚴(yán)重粘煤現(xiàn)象，致使輸送機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重跑偏、打滑等問題。通過現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，5301巷在前期掘進(jìn)過程中，因輸送機(jī)滾筒吸附煤泥，導(dǎo)致輸送機(jī)跑偏斷帶事故共計(jì)6起，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)21.6萬元，嚴(yán)重制約著巷道的安全高效運(yùn)輸。

2 原機(jī)尾清煤裝置及主要存在的問題

2.1 原機(jī)尾清煤裝置結(jié)構(gòu)

5301巷道掘進(jìn)前期在巷道內(nèi)帶式輸送機(jī)機(jī)頭卸載滾筒后部安裝一塊刮煤板，對卸載滾筒煤泥進(jìn)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(jī)原清煤裝置結(jié)構(gòu)示意圖

帶式輸送機(jī)在運(yùn)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(jìn)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(xiǎn)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(jìn)行清理，而刮煤板安裝在上、下輸送帶之間，輸送機(jī)在運(yùn)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(jī)在運(yùn)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(jìn)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(jī)傳統(tǒng)清煤裝置在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足，提高輸送機(jī)清煤效果，決定對原清煤裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，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(jī)卸載滾筒安裝的雙管風(fēng)水清煤裝置主要由進(jìn)風(fēng)管路、進(jìn)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(jìn)風(fēng)管路、進(jìn)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(shí)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(jī)電機(jī)實(shí)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(jī)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(jìn)風(fēng)管路進(jìn)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(jìn)行清理，避免煤渣對機(jī)械設(shè)備造成損傷；同時靜壓水通過進(jìn)水管路進(jìn)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(jī)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(diǎn)

(1)實(shí)用性強(qiáng)：該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單、成本費(fèi)用低、便于檢修維護(hù)，不僅適用于煤礦采掘工作面各種型號的帶式輸送機(jī)，而且還可應(yīng)用于隧道、橋梁以及化工等領(lǐng)域中，實(shí)用性強(qiáng)、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(jìn)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(jìn)行清理，從實(shí)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(jìn)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(qiáng)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(jī)上，無需人工清煤，不僅降低了人工清煤勞動作業(yè)強(qiáng)度，而且保證了施工安全。

3.4 裝置實(shí)際應(yīng)用效果分析

2020年5月21日普掘一隊(duì)在5301巷帶式輸送機(jī)機(jī)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(shí)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(jī)跑偏、打滑導(dǎo)致輸送機(jī)斷帶事故，全年可節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)20余萬元。

4 結(jié)語

帶式輸送機(jī)在運(yùn)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(jìn)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(jī)跑偏、打滑現(xiàn)象，所以帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中必須對輸送機(jī)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(jī)運(yùn)輸事故率，保證采掘工作面的安全高效運(yùn)輸。