煤矿用皮带更换装置的初步探讨

陈子林，王登化

摘 要：针对现有煤矿皮带运输、安装和回收工艺落后，其安全性差、劳动强度高及生产效率低的缺点，提出采用煤矿现有铲运机工作装置的更改设计，研制皮带卷带收放装置，可使皮带的运输、安装和回收更加方便快捷、安全可靠，大大提高生产效率，降低劳动强度和生产成本，可实现较高的社会经济效益。

关键词：铲运机;皮带卷带;收放装置;安全可靠

中圖分类号：TH222  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）23-66-03

Preliminary Discussion on Belt Replacement Device in Coal Mine*

Chen Zilin1，2， Wang Denghua1，2

（ 1.Jiangxi Vocational College of Mechanical & Electrical Technology， Jiangxi Nanchang 330013;

2.Jiangsu Key Laboratory of Coal Mine Explosion Proof Vehicles， Jiangsu Changzhou 213023 ）

Abstract： In view of the existing coal mine belt transport， installation and recycling process， its poor security， high labor intensity and the disadvantage of low efficiency， coal mine is presented in this paper the present equipment of scraper change design， developed belt take-up device， release can make the belt transport， installation and recycling more convenient and quick， safe and reliable， greatly improving the production efficiency， reduce labor intensity and production cost， can achieve higher social and economic benefits.

Keywords： Scraper; Belt take-up; Retracting and retracting device; Safe and reliable

CLC NO.： TH222  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）23-66-03

引言

煤矿上的主运输主要使用皮带输送机，可在煤炭采掘、生产、转运等过程中均可使用。运输量大、承载能力强、工作环境复杂以及运输距离较长是煤矿用皮带输送机的显著特点。在我国的主要产煤区使用广泛，如山西、陕西、内蒙等地。煤矿用皮带输送机同样也适用在其它矿产的生产加工过程中。关于能耗方面，相比汽车运输方式而言，更环保，能耗有效减少，经济效益提高明显。

煤矿用皮带输送机依靠摩擦力来传送煤炭等物质，主要由皮带、机架、电机、制动装置、清扫保护装置等组成，其中皮带用于运输是主要的组成部件，它还起到了牵引滚筒转动的作用，确保皮带安全平稳正常运行的是机架，皮带机驱动装置由电机与联轴节和减速机构成，制动装置可保证皮带机正常制动停机和紧急制动，清扫保护装置则是对皮带进行清扫，以避免部分碎料长时间停留在皮带上。煤矿皮带机是由驱动装置带动滚筒转动，然后依靠滚筒与皮带之间的摩擦力带动皮带转动来完成运输任务。煤矿用皮带输送机一般24小时作业，而皮带在工作中难免断裂而不能使用。因此，煤矿用皮带快速更换装置的研发很有必要。

1 煤矿用皮带故障及成因分析

煤矿生产任务是相当繁重的，因此，皮带机往往是日夜不断的运行，致使橡胶表面磨损很严重，内部钢丝细绳出现腐蚀和断丝现象，从而胶带的韧性降低，在设备运行过程中，如果突然受到大的卡阻，导致胶带所受的压力增大，造成皮带突然断裂。还有可能是胶带接头发生损毁或是变形，胶带超长使用或老化严重，在胶带跑偏的情况下，还容易造成胶带所受压力过大，运送的物品直接砸到皮带上，导致皮带断裂。皮带断裂同样也会引起生产事故，给矿工的生命安全带来威胁。皮带一旦断裂便不能再使用了。

一旦发生皮带拉断事故较易发生人员伤亡事故，形成重大安全隐患，会影响整个煤矿的生产运行。断裂成因有：皮带老化、磨损现象严重，导致皮带性能变差，皮带机尾渣块清理不干净，造成皮带阻力增大等。

2 煤矿用皮带的更换

皮带断裂是生产事故，属二类安全事故。如何尽快地更换损坏的皮带，恢复生产，消除安全隐患十分重要。

2.1 煤矿用皮带更换装置的现状

我国是世界储煤大国，煤炭资源丰富。皮带运输机在煤炭采掘、生产、转运、加工过程中起到主要作用，在我国的主要产煤区广泛使用。皮带输送机显著特点是运输量大、工作环境复杂、承载能力强以及运输距离较长。

2.1.1 煤矿用皮带安装

煤矿设备中对皮带安全的要求，煤矿井下安装皮带输送机要求测出机巷皮带中心线及皮带机头滚筒中心线，定出皮带基础高度。要求皮带中心线每间隔1米给一个点。准备好皮带安装技术资料。1）设备与人员准备：皮带各部件必须检修完好、数量够;工器具必须准备齐全;施工人员必须是专人，且必须熟悉设备性能及工作原理;2）安装方法与顺序：首先将皮带双层沿着机巷铺开，然后按照安装顺序进行铺设，皮带架安装好后，将皮带接头做好并用通条连接，且将中部皮带上架，机头、机尾滚筒皮带同时穿好。主、副滚筒穿皮带时，首先将电机供电接通，然后通过点动电机，并经人力配合穿好皮带。皮带安装中心线必须保证与测量放的皮带中心线相重合，以确保安装质量，制做符合标准要求的皮带扣;3）运输方法：采用电机车和-绞车配合运输。

在安装皮带机大件（卸载滚筒、传动部件）时，必须用3台以上5t葫芦起吊安装，并由1台葫芦留绳。皮带机头安装期间，运煤上山的皮带严禁开车，并安排专人监护;起吊皮带捆时，施工人员要注意站位，严禁站在皮带捆两侧和葫芦链可能甩出方向。皮带捆处要设专人观察，且观察人员站位要安全。绞车拖放皮带时人员要躲至安全地点，待绞车停止后才能继续施工，皮带头与钢丝绳要连接牢固，信号传递要清晰，绞车司机必须精力集中，不能有马虎的心态。

安装皮带机中间部份时要严格按照中线施工，确保偏差不大于50mm，遇巷道不平时应采取卧底和垫吊的方法保证皮带机安装完成后不跑偏。

接通电控系统及信号和保护装置，按照施工要求将机头、机尾固定部份留好稳绳。向各润滑部位注以合格适量的润滑油脂，按照完好标准对皮带机进行全面检查。然后通电试车，将皮带机张紧调正。

对带拖移装置的皮带机要安装齐机尾拖移锚固装置，接齐供回液管路。试车前必须确保所有人员躲至安全地点，待工作人员发出信号后方可正式开车。试车时如果发现皮带打滑或是皮带跑偏，必须立即停车。

2.1.2 煤矿用皮带更换

煤矿用皮带更换新皮带时，旧皮带也必须回收利用。近日，神东煤炭集团石圪台煤矿员工优化改进了配仓胶带机换带工艺，通过使用JD-11.4型调度慢速绞车，高效更换了106带面，历时仅8小时，创下了配仓皮带更换用时新纪录。

该工艺在回收旧带面时，在靠近卸载处将皮带固定牢靠，从上带面断开，将绞车钢丝绳与靠近机尾方向断开带面接头连接牢固，启动绞车，慢速转动，依靠绞车动力，将带面从滚筒之间抽出。进新带面时，将新带面整卷吊起，可沿轴自由转动，绞车钢丝绳按照带面运行方向连接至新带面接头，并固定牢靠，启动绞车，慢速转动，依靠绞车动力，将新带面从滚筒之间穿入至机头卸载部后停止，再将绞车钢丝绳穿过滑轮和新带面接头连接固定牢靠，启动绞车，将带面拉至上带面合适位置，固定牢靠。如此一来，便能手动控制绞车，使皮带自动“出入”，让换带工作更加轻松，快捷又安全。

如上所述，该工艺虽有改进，但在更换用时上还是过长，效率低，严重影响了煤矿生产效率，与高产高效的要求是相悖的。

2.2 煤矿用皮带更换装置的初步探讨

现代煤矿高产高效的主要运输设备就是皮带运输机。但由于煤矿用皮带运输机运行过程中皮带运煤量不均匀。高速运行时极容易发生低负荷与零负荷的情况，严重磨损传动部件，导致电能的巨大浪费，众所周知，皮带运输机在生产过程中是不能中断运行的。煤矿井下皮带自动化系统在煤矿的应用也日趋广泛，着实提高了矿井工作效率，达到了减员增效，生产安全可靠性也得到提高，调度室综合调度指挥也方便，真正实现了无人值守作业，对煤矿科技水平的提升意义重大。

煤矿企业皮带运输设备的工作效率直接影响企业的安全与稳定。皮带运输机是煤矿企业运输系统的重要设备，由于受到工作环境、操作不当等各种因素的影响，皮带运输机在工作过程中往往容易发生故障，不仅影响工作的正常进行，还会造成一定的安全隐患，给煤矿企业的生产带来负面影响。如前所述，皮带运输机在工作过程中，皮带断裂也是常有的事，皮带一旦断裂便不能再使用了，因此，此时必须对皮带进行更换，而目前对于煤矿用皮带的更换回收工艺落后，其安全性差、劳动强度高且效率低下，为此，研制高效安全的皮带更换装置迫在眉睫，在矿上调研分析基础上，提出如图1所示的解决方案。

图1  总体方案结构

1-皮帶卷带收放装置;2-铲运机快换装置;3-铲运机

总体方案结构由三大部份组成，即铲运机、皮带卷带收放装置与铲运机快换装置。设计皮带卷带收放装置，它通过铲运机快换装置与铲运机快速连接，通过铲运机的运行，可方便的将皮带卷筒定位到安装要求的位置、举升到不同的安装要求高度，实现不同高度的皮带收放和安装。新皮带安装完成后，还可快速回收旧皮带，通过铲运机运输到指定地方。

皮带安装作业结束后，铲运机可以快速连接其它工作装置进行其它作业。

3 小结

现有的煤矿用皮带运输、安装和回收工艺落后，其安全性差、劳动强度高，且生产效率低，提出研制皮带卷带收放装置，可与矿用铲运机快速连接的开发思路，这样可实现皮带的运输、安装和回收更加方便快捷、安全可靠，大大提高生产效率，降低劳动强度和生产成本，同时，由于更改设计成本低，故具有较高的社会经济效益。此外，还扩展了煤矿现有铲运机的性能。

参考文献

[1] 李清荣.煤矿皮带机常见故障分析及对策处理[J].煤矿现代化， 2016， 130（1）：102-104.

[2] 郝富春. PLC在煤矿井下皮带运输中的应用[J].煤炭技术，2013，32（9）：13-14.

[3] 王登化.WJ-12FB多功能防爆柴油铲运机的研制[J].汽车实用技术，2017（20）：132-134.