煤矿主运输系统带式输送机打滑机理及预防措施

成旭峰

（潞安化工集团司马煤业公司，山西 长治 047105）

引言

带式输送机是煤矿主要运输设备之一，带式输送机主要通过环形输送带与滚筒摩擦作用实现物料运输，所以输送带平稳运行对提高物料运输效率以及降低带式输送机故障率具有重要意义，但是在实际煤矿井下运输过程中由于输送机安装质量不合格、输送带张紧不足以及输送带摩擦力不足等，导致输送机在运行时出现严重打滑现象，不仅影响着物料正常运输，而且输送带出现打滑后很容易造成输送带跑偏、磨损、撕带等事故，增加了输送机故障率，以及输送机维修费用，不利于煤矿井下安全运输，所以带式输送机一旦出现打滑现象，必须及时采取措施，只有这样才能提高煤矿井下运输效率，对煤矿安全高效生产具有重要意义。本文针对某矿主斜井带式输送机在运输过程中出现打滑现象，分析了打滑机理，并采取了相应的预防措施。

1 山西某矿概述

山西某矿设计生产能力为420万t/年，矿井内目前布置两个综采工作面、3个掘进工作面，井田内主采煤层为石炭系3号煤层，煤层平均厚度为6.95 m，该煤层赋存稳定，煤厚变异较小，煤层结构较简单。煤体以黑色、块状为主，粒状次之，半亮煤为主，夹镜煤条带，玻璃光泽，煤质为贫瘦煤。煤层顶底板岩性如表1所示。

表1 石炭系3号煤层顶底板岩性汇总

运输斜井设计长度为1 600 m，斜井内安装一部DTL型带式输送机，输送机带宽为1.4 m，输送机采用双电机驱动方式，带式输送机运输速度为4.2 m/h，运输能力为2 500 t/h。由于受井下煤矸以及输送机安装技术水平、检修维护力度等影响，自2020年8月—2021年2月主斜井带式输送机共计出现8起打滑跑偏事故，导致输送机断带3次，影响主斜井运输时长达17.5 h，经济损失达30余万元。

2 输送带打滑机理

针对某矿主斜井带式输送机出现打滑现象，分析了打滑机理，主要表现在以下几方面：

1）输送带更换。输送机更换输送带后虽然强度增加了，但是更换后的输送带成扁平状，整体与托辊成槽型差，较为坚硬，表面光滑，与原输送带相比，摩擦系数低，造成输送带与滚筒之间出现打滑现象。

2）煤泥量大。某矿回采的石炭系3号煤层整体稳定性差，煤体成破碎装置，在采煤过程中会产生大量粉尘，为了降低工作面粉尘浓度，决定对工作面煤层超前注水以及喷雾降尘，从而造成原煤内含水量大，输送机在运输时产生大量的煤泥及煤泥水，煤泥附着在滚筒表面，造成输送带与滚筒之间出现打滑现象。

3）制动器未动作。通过现场观察发现，主斜井带式输送机在出现打滑前，输送机运输煤矸量大，导致输送机出现超载停车，在停车过程中2号驱动滚筒制动器未进行保护动作，仅有改向滚筒的逆止器进行保护动作，此时输送带未出现打滑；但是输送机在重载启动时由于电机出现跳闸，输送机未能启动，滚筒逆止器未能打开，导致输送带打滑，甚至倒转现象[1-3]。

4）输送带张紧不足。主斜井带式输送机主要采用重锤进行张紧，由于在重锤作用下输送带长期处于张紧状态，导致输送带弹性失效，输送带被拉长，输送带张紧强度逐渐降低，输送带在满载作用下不会出现严重打滑，但是当输送带出现空载或者煤矸运输量小时，输送带出现张紧不足现象，出现打滑。

3 输送带打滑预防措施

为了进一步提高带式输送机运输性能，防止输送带出现打滑现象，决定从滚筒围包角、输送带摩擦系数、张紧力以及输送机运输量几方面进行预防。

3.1 优化逆止器安装位置

通过对主斜井带式输送机打滑机理分析可知，当时输送机在停机时制动器未能及时打开是输送带打滑原因之一。所以为了解决输送机停机时逆止器未能及时打开，或者输送机重载停机时逆止器虽然打开了但是逆止力不足，导致输送带打滑技术难题，对原改向滚筒逆止器安装进行优化，原改向滚筒两侧均安装一个逆止器，但是安装两个逆止器不仅增加设备成本费用，造成资源浪费，而且逆止效果差，所以在改项滚筒一侧安装一个逆止器，一侧安装一个制动器，从而保证输送机停机时具有足够的逆止作用力。

3.2 优化带式输送机张紧装置

由于传统重锤张紧装置自动化水平低，对输送机带结构损坏严重，所以决定对主斜井带式输送机张紧装置进行优化，安装了一套以PLC控制技术为核心的重力感应张紧装置；该装置主要由PLC控制器、电控游动车、重力感应器、联锁开关等部分组成；重力感应张紧装置安装在距输送机机头10 m处。

当带式输送机在运输物料时通过安装在上输送带下方的重力感应器感应后，及时将采集的数据信号发送至PLC控制器内，控制器接收信号后通过控制联锁开关，实现电控游动车松绳目的，从而降低输送带张紧度；当输送机空载或运输量小时，通过PLC控制游动车对输送带进行张紧，从而实现了根据输送带运输物料的重量，合理张紧输送带。

3.3 优化滚筒包胶方式

滚筒摩擦系数小，是输送带与滚筒之间打滑原因之一；由于原滚筒采用铸胶包胶，该方式包胶成本费用低，但是在实际应用时包胶磨损严重且摩擦系数相对较小，经试验检测铸胶包胶时滚筒摩擦系数为0.3，为了提高滚筒摩擦系数，可对滚筒包胶进行优化，采用陶瓷包胶，滚筒陶瓷包胶后摩擦系数可提高至0.4，滚筒圆周力可提高52%。

3.4 减少煤泥水

为了降低3号煤层含水率，决定对煤层原注水方式进行优化，将原来的粗放式注水优化改进为精细化注水，通过对工作面回采期间顶板出水点采用注水进行封堵。为了提高工作面防尘技术，以及避免传统喷雾洒水降尘时，工作面内积水量大、标准化质量差等技术难题，对工作面防尘系统进行优化，决定采用泡沫抑尘技术。

4 结语

某矿主斜井带式输送机在实际应用中由于输送机张紧不足、逆止器未打开、煤矸水煤泥量大等造成输送机出现打滑，严重制约着输送机安全高效运行，通过对主斜井带式输送机打滑现象采取合理有效的预防措施后，取得了显著应用成效：2021年3月对某矿主斜井带式输送机采取打滑措施，截至8月通过5个月实时应用效果发现，采取预防措施后主斜井带式输送机打滑现象得到了明显改善，在此期间输送机共计发生2起打滑现象，但未发生输送机断带、跑偏事故，输送机全年可节约维修费用达20余万元，大大提高了带式输送机运行稳定性，降低了输送机故障率，保证了输送机安全高效运行[4-6]。