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煤矿大型斜巷带式输送机带面更换工艺探究
摘要：针对目前煤矿大型斜巷带式输送机带面更换的传统工艺存在工艺繁琐、费时、费力、安全风险非常大等问题。以色连二矿主斜井带式输送机带面更换为例,介绍借助于履带牵引连续换带装置,通过与合肥设计院、太原博世通公司合作设计完成的安全系数大、技术含量高的专用换带作业平台进行换带的新工艺。实践表明:使用新工艺,充分解决了传统工艺存在的一系列问题,使带面更换达到了安全、高效、经济的三方面要求。
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目前煤矿的主运输系统大多采用大型带式输送机进行斜巷运输。这种运输系统往往是长距离运输并且使用高强度的钢丝绳芯胶带作为运输工具，从而使其具有运输效率高、安全保障高、运输连续化、设备大型化、维修成本低以及自动化程度高等特点，但是当其带面需要进行更换时，就面临着更换难度大、时间长、安全系数低等一系列问题，所以必须对换带工艺进行研究、改进来解决这些问题[1,2,3]。色连二矿主运输带式输送机带面更换借助于履带牵引连续换带装置使用新型换带工艺进行更换，相对于传统的换带工艺，主要有四个方面的优势:一是安全保障，使用新工艺后，首先是避免了带面夹具频繁拆卸存在的安全隐患，其次使用全自动液压夹紧系统保证了带面下放的安全性;二是提高换带效率，新工艺使整个换带时间节省了近3天时间;三是节省劳动力、减小劳动强度，新工艺避免了带面夹具的频繁装卸，在明显的减小劳动强度的同时，总计节省了劳动力192人次;四是经济效益，换带时间较原工艺缩短约3d，按照矿方日均2万t的原煤产量，可以创造约1200万元的经济效益，同时人工费节省约3.8万元。
1、色连二矿主运输带式输送机及工程概况
色连二矿主运输系统为大型带式输送机斜巷大倾角运输，斜巷倾角达到15°。带式输送机型号为DTL160/270/3×1800S，总长度1538.5m，额定运输能力为2700t/h。带式输送机使用的带面为高强度钢丝绳芯阻燃胶带，其强度为5400N/mm，重量达到98kg/m。
该施工需要更换2000m带面，其总重达到196t，加之斜巷的倾角达到15°，所以换带工作必须保证各个环节、特别是新带敷设、旧带回收涉及到的整个过程的安全施工。
2、传统换带工艺
2.1 传统带式输送机换带工艺程序
更换带面的传统工艺(以色连二矿主运输带式输送机带面更换为例)是使用地面绞车逐段进行放带，具体程序为:
1)固定带面:更换带面之前，先使用专用带面夹具1、2、3、4在井口位置将上带面与下带面全部固定好并确保安全可靠。其中下带面设置两套夹具，设置在井口变坡点前方;上带同样设置两套夹具，分别设置在卸载滚筒前方与井口变坡点位置。带面夹具布置如图1所示。
图1带面夹具布置图
2)截断带面:将带面从张紧滚筒S位置截断。
3)带面做头硫化(新、旧带连接):将准备好的新带带头与旧带在截断处S做头硫化成整体。
4)绞车与带面连接:1号绞车利用夹具5与新带面连接紧固、2号绞车利用夹具6与旧带面连接紧固。连接方式如图2所示。
5)拆除带面夹具:将预先安装好的1、2、3、4号带面夹具拆除。
6)回收旧带、下放新带:松1号绞车将新带下放，收紧2号绞车将旧带回收。
图2绞车与带面连接图
7)固定带面:当带面夹具5到达井口预设停止位置时停1号绞车和2号绞车，重复步骤1)，将1、2、3、4号带面夹具重新安装好，然后将夹具5、6重新移动到初始位置安装紧固。
重复上述循环，直至新带带面下放计划长度后，将带面做头硫化，换带完成。
2.2 传统带式输送机换带工艺缺陷
在施工过程中，因绞车距井口距离有限(以色连二矿距离80m为参考)，所以每下放一段新带就必须将夹具5、6归位，而归位前必须将夹具1、2、3、4进行重新安装固定。这样来回往复作业，主要存在四个缺陷[4,5,6,7]:
1)安全风险大。此工艺胶带带面的夹具需要频繁的进行拆除安装，而在夹具的拆装过程中就存在很大的安全隐患，首先如果夹具紧固不到位就很容易造成胶带下滑事故，200t的带面如果下滑、加之斜巷倾角大，其后果不堪设想;其次人员在抬放、安装、拆卸过程中很容易出现碰手碰脚、挤压受伤等情况。而且矿用绞车存在着保护不齐全、性能不稳定、钢丝绳出现断绳、人员操作中出现失误等一系列缺点，因此传统工艺的施工风险进一步加大。
2)换带效率低。由于每次下放新带的长度只有80m,2000m带面需要进行26次下放操作，期间就涉及到斜井内带面夹具安装以及拆除26次、绞车与带面连接的夹具安装以及拆除25次，严重影响了换带效率。
3)劳动力需求多、劳动强度大。夹具的安装、拆除需要大量的施工人员，而且施工强度大。
4)对新带损伤大。因为高强度钢丝绳芯胶带其内部是由钢丝绳排列组成的，所以频繁的进行胶带夹具的装设，对新带带面以及钢丝绳都会造成一定程度的伤害，特别是钢丝绳有可能出现变形、扭曲等情况，从而直接影响胶带的性能与使用寿命。
3、带面更换新工艺
新工艺借助于履带牵引连续换带装置，通过与合肥设计院合作设计完成的安全系数大、技术含量高的专用换带作业平台进行换带。
3.1 新型履带牵引连续换带装置
3.1.1 换带装置特点
该装置使用液压驱动履带牵引完成对带式输送机的胶带连续更换，牵引力大，牵引速度快，连续牵引。该装置通过油缸调节上下履带夹紧力大小，满足履带对胶带的摩擦牵引力，分别具有上下胶带的锁带功能，上下胶带的速度检测功能，上下胶带的速度保护功能。其结构及PLC保护系统如图3、图4所示。
图3换带装置结构图
图4换带装置PLC控制系统图
3.1.2 换带装置具体功能
履带牵引连续换带装置主要由上锁带机构、下锁带机构、上层履带机构、下层履带机构、液压泵站、电控箱、上下带速度检测装置等组成:
1)采用“旧带带新带”的原理，履带牵引装置牵引旧胶带(上胶带)，下锁带机构控制下放新胶带(下胶带)按编制的PLC控制程序快速安全更换。
2)上下履带夹紧采用油缸和蓄能器实现恒压夹紧，能有效补偿胶带厚度的变化对夹紧力的影响。
3)上、下锁带机构采用“液压松闸、弹簧抱闸”工作方式，能够实现在设备故障、断电情况下对胶带的锁紧，在换带过程中通过压力变送器对上、下锁带机构的夹紧油缸的压力实现在线检测，并具有自动补压和保压功能。
4)上、下胶带分别装有速度检测装置，实时在线检测上、下胶带的速度，具有过速自动保护功能，而且可以累计上、下胶带的行走距离。
3.2 专用换带平台
该作业平台是根据色连二矿主斜井带面更换的实际需要，由安装分公司与合肥设计院、太原博世通合作设计，安装分公司独立施工完成。该作业平台具有安全系数大、技术含量高、方便换带及其他检修作业等特点。
该平台在充分考虑主斜井换带所需要的力学要求以及平台荷载等因素，对作业平台基础结构、钢框架结构以及平台支架均进行了细致的设计，巧妙的运用带式输送机卸载滚筒架作为主要承力点将换带平台与卸载滚筒连为一体(如图5所示)，既达到了安全保证又降低了施工难度。
图5平台与卸载滚筒连接图
安装分公司对胶带栈桥等辅助设施进行了独立设计，利用钢结构设置了上下两层的栈桥，配以长度1800mm的托辊作为新带、旧带运行的承托装置，保证了新、旧带运行的安全可靠性;同时在栈桥边缘设计了检修平台，确保了平台的维护以及施工过程中人员的实际操作需要。设计完成后，安装分公司将换带平台以及皮带栈桥独立施工完成。平台以及栈桥的整体布置图如图6、7所示。
图6平台及栈桥布置图
图7平台及栈桥布置图
3.3 具体施工步骤
新工艺是在带式输送机卸载滚筒适当位置将胶带截断，上带面接头直接通过换带机由换带机牵引回收旧带;下带面接头与通过换带机的新带面做头硫化后下放新带。这样，新带的下放与旧带的回收同步进行，一次性下放带面结束后进行合茬。具体施工步骤为:
1)固定带面:在带式输送机上下带面设置四副专用夹具，夹具安装位置与传统工艺相同。
2)截断断带:将带面从卸载滚筒前方合适位置截断。
3)带面做头硫化(新旧带连接):将准备好的新带头通过换带机与截断处下带面做头硫化成整体。
4)旧带入换带机:将截断处的旧带上带头通过换带机履带牵引装置。
5)拆除带面夹具:将预先安装好的四副带面夹具拆除。
6)回收旧带、下放新带:使用吊车辅助作业，利用换带机一次性同步将新带下放、旧带回收工序完成。如图8所示。
图8下放新带、回收旧带示意图
7)固定带面:当新带敷设到位后，将上下带四副夹具重新安装紧固。
8)做头硫化(带面合茬):将新、旧带在合适位置截断，做头硫化成整体。随后拆除带面夹具，恢复带式输送机各设施，张紧胶带，恢复运行
3.4 新旧工艺对比分析
新旧工艺对比分析表见表1。
表1新旧工艺对比分析表
从表1可以看出，新工艺比传统工艺少用65h。
4、效果分析
新工艺相对于传统工艺，主要达到了四个方面的优势:
1)安全保障，使用新工艺后，首先是避免了带面夹具频繁装卸存在的设备、人员方面的安全隐患，其次是使用全自动液压夹紧系统保证了带面下放的安全性。
2)提高换带效率，新工艺由于夹具装卸的减少、放(收)带的一次性完成，整个换带时间(包括恢复、调试工作)为112h，较传统工艺减少近100h。特别是在放(收)带效率方面较传统工艺节省了65h。
3)节省劳动力、减小劳动强度，新工艺省去了带面夹具的频繁装卸，在明显的减小劳动强度的同时，每小班(8h一班)能减少劳动力24人次(总共6副夹具，每副夹具需要4人)，夹具装卸能减少8个小班，总计能节省劳动力192人次。
4)经济效益，换带时间较传统工艺缩短约3d，按照矿方日均2万t的原煤产量(每吨200元计算)，可以创造1200万元的经济效益，同时人工费节省约3.8万元(每人次每班200元)。
5、结论
1)通过利用履带牵引连续换带装置，借助于专用的换带平台，很好的解决了煤矿大型斜巷带式输送机带面更换过程中所涉及到的一系列难题，实现了带面更换的安全、高效以及经济性要求。
2)新型的换带工艺较传统工艺有诸多的优点，可以作为煤矿大型斜巷带式输送机带面更换的最佳施工工艺。
参考文献：
[1]刘又文,彭献.理论力学[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]单辉祖.材料力学(第2版)(Ⅰ､Ⅱ)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[3]王超.导向滚筒装置在带面更换工程中的应用与改进[J].神华科技,2015,13(6):24-26.
[4]张亚菲.古书院矿整体更换主斜井胶带输送机胶带技术探讨[J].黑龙江科技信息,2012(21):42-43.
[5]车崇杰.煤矿长距离钢丝绳芯胶带快速更换工艺措施研究[J].企业技术开发,2012,31(16):10-11.
[6]龚文标.井下胶带快速更换施工方案及工艺优化研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(2):156-157.
[7]赵应华,赵红霞.煤矿主井带式输送机带面更换工艺研究与优化设计[J].陕西煤炭,2011,30(1):20-22.
王宇挺,汪徐林,马贵忠,杨波.煤矿大型斜巷带式输送机带面更换工艺研究[J].煤炭工程,2020,52(S1):84-87.
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期刊名称：煤矿机械
期刊人气：2118
主管单位：国家煤矿安全监察局
主办单位：哈尔滨煤矿机械研究所
出版地方：黑龙江
专业分类：煤矿
国际刊号：1003-0794
国内刊号：23-1280/TD
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2020-11-23
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