新型胶带更换装置在哈尔乌素露天煤矿选煤厂的应用

潘建峰

(中国神华哈尔乌素露天煤矿 选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯 010300)

在我国煤炭行业中，目前主要采用胶带输送机对煤炭进行运输。哈尔乌素露天煤矿选煤厂胶带输送机胶带主要采用帆布和钢丝胶带，宽度规格主要有1.2、1.4、1.6、1.8、2及2.2 m。然而，这些胶带经过长时间的运转，会出现胶面老化现象。由于胶带磨损且钢丝损伤严重，使得胶带表面张力分布发生变化，导致胶带运行时发生偏斜。运行偏斜的胶带边缘在不断的磨损下，钢丝自动脱落，并且造成胶带撕裂现象，从而进一步扩大破损范围，使运行偏移现象更加严重，形成恶性循环，直至无法正常生产[1-3]。为了保障正常生产运输，需要对胶带输送机的整条胶带进行更换。由于选煤厂大多数胶带输送机分布在厂房内，空间狭小，更换施工难度大，且耗时比较长，因此研究设计制作一种新型胶带输送机胶带更换装置，以克服目前存在的更换缺陷，具有非常重要的实际应用价值。

1 胶带输送机胶带更换方式及存在问题

选煤厂新胶带更换前都是以整卷状态包装的，每卷的重量达几吨。整卷新胶带的更换过程一般采用如下方式：将整卷新胶带通过大吨位吊装链或者吊车举起后，由人工用铁丝或者卡紧片将新旧胶带捆绑牢固，然后在胶带输送机的运转传动和卷扬机的拉力作用下，整卷胶带以芯轴为中心旋转，完成新胶带安装上机。这种更换方式存在如下问题：

(1)由于胶带直接接触面摩擦力很大，整卷胶带在地面上滑动，极易发生偏移，影响安全，另外会损伤胶带，而且新旧胶带链接处极易发生拉脱。

(2)由于整卷新胶带通过人力全部摊开，其准备工作需要大量时间，而且工作量大，占地面积大。

(3)整卷胶带极易从吊装链或吊车上掉下来，不仅影响工作效率，而且存在安全隐患。

(4)由于更换时要使用大吨位吊装车作业，吊装点拉伸高度比较高，受力点不均匀，胶带容易发生偏移，极易拉伤或撕裂新胶带，并存在较大安全隐患。

2 新型胶带输送机胶带更换装置的研制

2.1 结构特点

针对目前胶带更换存在的问题，哈尔乌素露天煤矿选煤厂所研制了一种新型胶带输送机胶带更换装置。该装置主要由更换支撑装置和更换口引导辅助装置两部分组成。

(1)胶带更换支撑装置。胶带输送机胶带更换支撑装置是由两个对称支撑点布置搭接成为一组整体进行使用的，主要由支撑底座、支撑架、轴心座组成(图1)。轴通过支撑架固定在底座上，用于承载新胶带芯轴，轴承座为竖直的高强度耐磨钢板，钢板上边缘开有半圆凹陷槽。

图1 胶带输送机胶带更换支撑装置

(2)胶带更换口引导辅助装置。胶带输送机胶带更换口引导辅助装置由撑架、托辊及拉紧装置组成(图2)。该装置具体包括为第一支撑架、第二支撑架、第一托辊及第二托辊。第一支撑架和第二支撑架分别用于相对固定胶带输送机的机架两侧；第一托辊和第二托辊的两端分别设置在第一支撑架和第二支撑架上，第一托辊与第二托辊相互平行。可以根据胶带输送机机架型号更换适合的托辊。

图2 胶带输送机胶带更换口引导辅助装置平面示意

2.2 工作原理

(1)胶带输送机胶带更换支撑装置工作原理。胶带输送机胶带更换支撑装置主要用槽钢若干段制成矩形底座和斜面式支撑架、竖直支撑架(图3)，其全部采用焊接工艺，底座为长方形，在支撑架顶部布置30 mm高强度耐磨梯形钢板，并在梯形钢板上边缘开半径90 mm的半圆凹槽。该装置在外侧布置斜向支撑槽钢二根，而内侧没有，主要是方便胶带落下并自由旋转。更换胶带时，首先将芯轴插入到整卷胶带滚筒中心，用叉车或吊车将胶带整卷抬起放在地面的支撑装置上，芯轴两头均匀放在支撑装置上的半圆凹槽内。当新旧胶带连接后，在拉力的作用下，整卷胶带以芯轴为支撑中心旋转，装置依靠自重和胶带重量平稳支撑地面，不会发生打转而造成位置移动，整卷胶带可实现轻松上机更换，既缩短了胶带更换时间，又能保证操作安全，胶带自由旋转摩擦力小，不会出现链接处的拉脱返工，提高了胶带更换效率，特别是抢修和检修时，更换方便快捷，且减少了大型吊装机械的使用。

图3 胶带输送机胶带更换支撑装置工作原理示意

图4 胶带输送机胶带更换引导辅助装置工作原理

(2)胶带输送机胶带更换引导辅助装置工作原理。装置的制作：用140 mm槽钢制作固定支架两个，10 mm厚钢板制作6个固定底座，同时在固定底座上打好固定螺孔(用于支架与胶带输送机机架固定)，如图4所示。以140 mm槽钢制作4个固定托辊卡槽，可以根据胶带输送机机架型号，更换适合的托辊。在硫化、更换胶带时，将胶带输送机辅助硫化穿胶带输送机架通过固定底座的固定螺孔固定在胶带输送机架上，梯形支架有助于固定支架的稳定性。两个固定支架通过托辊、紧固加力链条连接(增强两个固定支架稳定性)；托辊可更换型号，即胶带输送机辅助硫化穿胶带机架，可以适用于任何胶带更换、硫化。胶带从两托辊内侧穿出，吊车在上方拖拽，避免胶带与走廊上方开口处剐蹭，拖拽速度加快，硫化、更换胶带时间明显减少。

3 胶带输送机胶带更换装置应用效果

在胶带输送机胶带更换时，配套使用胶带更换支撑装置和引导辅助装置，整卷新胶带实现了轻松上机更换，既缩短了胶带更换时间，又提高了安全性，胶带更换摩擦小，不会出现链接处拉脱及剐蹭，有效保证了胶带的完好，特别是抢修时方便快捷，胶带更换检修效率明显提高，降低了检修人员的劳动强度。该技术广泛适用于任何胶带的更换及硫化，并且即使吊车在走廊的上方开口处拖拽，但由于有两个托辊的引导和辅助，胶带可以避免与开口发生剐蹭，保证了胶带的完好。同时，大大减少了检修人员的劳动强度，缩短了检修时间，提高了检修效率，增加了生产运行时间，提高了煤炭产量。目前该装置已在哈尔乌素选煤厂和准能选煤厂大型胶带输送机胶带更换中得到了很好的运用。

4 社会价值和经济效益

胶带输送机胶带更换装置可实现整卷新胶带轻松上机更换，使胶带输送机胶带更换检修效率提高了37%。哈尔乌素选煤厂现有28台胶带输送机，胶带平均5 a更换一次，每年平均更换胶带5.6条，每次更换时间可缩短6 h，每年影响生产时间可缩短33.6 h；按每小时处理煤炭1 100 t计算，则每年可创效300多万元。同时还避免了链接处发生拉脱及剐蹭问题，有效保证了胶带的完好，特别是抢修时方便快捷。该装置现已获得国家实用新型专利，并在哈尔乌素选煤厂和准能选煤厂大型胶带输送机胶带更换中得到了很好推广应用。