掘进巷道带式输送机张紧调节装置设计及应用

费 强

（晋能控股煤业集团野川煤矿，山西 高平 048400）

1 3205巷概况

晋能控股煤业集团野川煤矿3205 巷位于井田二采区，东邻二采区胶带巷，南边为井田边界保安煤柱，西边为井田边界保安煤柱，北边为设计3205 胶带顺槽，巷道掘进长度为950 m，掘进煤层为3 号煤层，平均厚度为5.8 m，平均倾角为3°，煤层为黑色，条痕褐黑色，似金属光泽，中—宽条带状结构，断口贝壳状、阶梯状，内生裂隙发育，层状构造。煤层位于山西组中下部，全区稳定可采，结构简单，局部含夹矸，夹矸厚度0～0.02 m。

3205 巷在掘进期间对巷道内安装一部SSJ-800型带式输送机，输送机采用双电机驱动方式，每台电机功率为40 kW，SSJ-800 型带式输送机主要由驱动装置（电机、减速机）、机头大架、各类滚筒（驱动滚筒、改向滚筒、卸载滚筒、主副滚筒以及尾滚筒）、重梁、H架、阻燃输送带、托辊、清煤装置、各类保护、洒水装置等部分组成；带式输送机在安装过程中主要由游动绞车对输送带进行张紧，但是在巷道前期掘进过程中发现，3205 巷内带式输送机频繁出现跑偏、断带、打滑等现象，现场分析发现主要由于输送带张紧不合理造成，而采用游动绞车进行输送带张紧时，无法实现微调作用，张紧精度相对较低，而且采用传统张紧时必须对输送机停机，并拉空输送带煤矸，从而造成输送机张紧工序复杂，对巷道掘进影响大；根据矿机电科统计发现，2021 年1—10 月野川煤矿井下掘进工作面带式输送机共计发生17 起事故，其中断带、电机烧毁、撕带等事故9 起，且全部为输送机张紧不合理造成的，导致煤矿经济损失达42 余万元，严重制约着巷道安全高效掘进。

2 新型张紧调节装置结构及工作原理

2.1 新型张紧装置结构

野川煤矿3205 巷SSJ-800 型带式输送机安装的新型张紧调节装置主要由调节托辊、转动轮、金属框架、底座、高应力弹簧、限位块、顶柱、连接轴承、活动槽口等部分组成，如图1 所示。

图1 输送机张紧调节装置结构、安装示意图

1）转轮直径为0.25 m，转轮下部与顶柱焊接，顶柱直径为0.15 m，顶柱中部为中空状，中部孔径为0.12 mm，顶柱长度为1.0 m，顶柱插入金属框内部。

2）金属框长度为1.2 m、直径为0.3 m，金属框内部为中空状，底柱固定在金属框底部，金属框上部焊制一个直径为0.17 m 圆孔，主要用于顶柱插入金属框内。

3）底柱为实芯钢柱，底柱长度为0.8 m、直径为0.11 m，底柱插在顶柱内部，在顶柱与底柱之间分别安装限位块和高应力弹簧，限位块两端与金属框内壁活动连接；高应力弹簧张拉行程为0.1～0.8 m。

4）在限位块一端固定一根长度为1.0 m、直径为0.1 m 的连接轴，连接轴的另一端与调节托辊连接，调节托辊为橡胶托辊，长度为0.8 m、直径为0.12 m。

2.2 工作原理

1）首先将输送机张紧调节装置安装在距带式输送机机头10～15 m 处，金属框采用固定架固定安装在巷道顶板上，装置安装后保证橡胶托辊与输送机下输送带紧密接触[1]。

2）当发现带式输送机在运输物料时出现张紧不足时，施工人员顺时针拧动转轮，转轮转动后带动顶柱向下移动，并带动限位块、高应力弹簧以及调节托辊向下移动；调节托辊向下移动时对下输送带产生挤压作用，从而实现张紧输送带的目的。

3）当发现带式输送机张紧过大时操作人员逆时针拧动转轮，此时顶柱、限位块在弹簧复位作用下向上移动，调节托辊对下输送带挤压张力变小，输送带出现松弛现象[2-4]。

3 带式输送机新型张紧装置结构特点及应用效果分析

3.1 装置结构特点

3.1.1 装置优点

1）制造成本费用低：带式输送机新型张紧装置无供电系统、液压系统，结构相对简单，装置全部为金属配件，使用过程中不易损坏、故障率低，而且便于操作维护，整套装置成本费用不足0.8 万元。

2）张紧调节效果好：带式输送机传统游动绞车进行输送带张紧调节时无法实现微调节，而新型张紧装置能够对输送带进行微调节，调节精度高；而且该装置使用时无需停机，有效解决了传统输送机调节装置调节时需停机，对巷道掘进影响大等技术难题，保证了输送机在运行过程中操作人员人身安全，提高了带式输送机使用寿命[5]。

3）实用性强：新型张紧装置不仅可用于采掘工作面不同型号的带式输送机中，而且可用于煤化工、建筑、桥梁隧道等领域中，实用性强、应用领域广。

3.1.2 存在的缺点

该装置在实际应用中还存在一些缺点，需进一步优化改进，主要表现在以下两方面：

1）装置自动化水平低：该装置在实际应用中无法实现自动化控制，需人工进行调节，输送机在运行过程中需安排专人对输送带张紧进行观察，并人工调节，增加了人工劳动作业强度，自动化水平相对较低。

2）零部件损坏严重：由于在对输送机张紧调节时需反复张拉弹簧以及连接轴，由此产生不定期应力，导致装置出现弹簧弹力失效、连接轴变形等现象，需定期对该类易损部件进行维修更换，增加了装置维修费用。

3.2 实际应用效果分析

野川煤矿于2021 年3 月对3205 巷内SSJ-800型带式输送机安装了一套新型张紧装置，截止2021年9 月该巷道已掘进到位，在6 个月时间内采用该装置共计对带式输送机进行了7 次张紧调节，与传统张紧方式相比，利用该装置进行张紧调节时无需停机，每次张紧时间不足0.5 h,与传统游动绞车张紧相比，缩短了0.7 h/次，而且3205 巷带式输送机安装该装置后输送机跑偏、打滑、断带现象得到了有效改善，预计全年可减少输送机维修费用达37.5 万元。

4 结语

张紧装置是带式输送机重要组成部分，张紧装置能否对输送机进行合理有效张紧调节，对输送机安全稳定运行起着重要作用，所以为了提高输送机运行效率，降低输送机故障率，必须对输送机提供合理的张紧作用力，必要时需对输送机张紧装置进行优化改进。

野川煤矿针对3205 巷SSJ-800 带式输送机在前期运行过程中张紧装置主要存在的问题，提出了合理有效的优化改进方案，安装了一套新型张紧装置，通过实际应用效果来看，该装置实现了输送带微调节的目的，弥补了传统张紧装置张紧精度低、张紧效率差等不足，有效提高了掘进巷道带式输送机运行效率，取得了显著应用成效。