宋建楠

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

礦井帶式輸送機(jī)承擔(dān)著礦井的運(yùn)輸工作，主要任務(wù)是將掘進(jìn)及綜采工作面開采的煤炭運(yùn)送到地面，然而在實(shí)際生產(chǎn)中，常常會出現(xiàn)大塊矸石未經(jīng)破碎運(yùn)送到皮帶上，尤其是炮掘工作面掉落的大塊矸石由于硬度較大且破碎機(jī)無法破碎被直接運(yùn)送到皮帶上，這些大塊矸石在經(jīng)過驅(qū)動部位時與滾筒及皮帶架發(fā)生卡塞，導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)功率增大，情況嚴(yán)重時會出現(xiàn)電機(jī)燒損及滾筒卷帶的情況，給后期檢修人員的工作造成巨大的阻礙。因此技術(shù)人員通過對生產(chǎn)線進(jìn)行觀察，設(shè)計(jì)并安裝了一套全新的大塊矸石篩選裝置。

1 六盤區(qū)輔運(yùn)巷概述

山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司六盤區(qū)輔運(yùn)巷設(shè)計(jì)長度為4 042 m，巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=5.5 m×5.35 m，巷道掘進(jìn)煤層為3 號煤層，平均厚度為5.36 m；巷道采用一次成巷機(jī)械化作業(yè)方式。巷道掘進(jìn)期間采用EBZ150A 型掘進(jìn)機(jī)割煤后，通過機(jī)組鏟板鏟煤（巖），利用鏟板上的星輪旋轉(zhuǎn)將煤（巖）扒到掘進(jìn)機(jī)小溜子上。煤（巖）通過小溜子運(yùn)輸轉(zhuǎn)載機(jī)上后，通過轉(zhuǎn)載機(jī)皮帶運(yùn)輸?shù)絊SJ-800 型帶式輸送機(jī)上運(yùn)出工作面，截止目前巷道已掘進(jìn)760 m。

由于輔運(yùn)巷掘進(jìn)的3 號煤層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，煤層內(nèi)含多層夾矸，多為炭質(zhì)泥巖，成層狀結(jié)構(gòu)，巷道在掘進(jìn)期間產(chǎn)生大量大塊煤矸石，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)在與煤矸期間，受大塊煤矸影響，輸送機(jī)皮帶磨損嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)撕帶事故，嚴(yán)重制約著巷道安全快速掘進(jìn)。對此，機(jī)掘三隊(duì)通過技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了一套帶式輸送機(jī)大塊煤矸篩選裝置[1-3]。

2 大塊煤矸篩選裝置設(shè)計(jì)原理

1）該裝置通過紅外指向儀在皮帶被大塊矸石卡塞時及時將電源切斷，通過這種方式避免電機(jī)功率過高。

2）施工人員首先在皮帶“H”架的一端安裝一套紅外指向儀，在皮帶“H”架的另一端安裝一套紅外線感應(yīng)面板，如圖1 所示。

3）紅外線燈面板與控制箱一端通過一根電纜連接，控制箱另一端通過另一根電纜與皮帶機(jī)的電機(jī)相連，兩根電纜同時與控制器內(nèi)的控制面板連接，最后將輸送機(jī)的饋電開關(guān)與控制箱通過一根主線纜相連。

4）帶式輸送機(jī)在正常作業(yè)時可以根據(jù)人工設(shè)定的高度來調(diào)整選矸高度，通常煤矸石的設(shè)定高度為0.4 m，因此“H”架兩端上安裝紅外線發(fā)射器與紅外線感應(yīng)面板均要安裝到距離皮帶表面0.4 m 的高度。

5）帶式輸送機(jī)在通電的同時控制箱也對紅外線發(fā)射器與紅外線感應(yīng)面板供電，紅外線感應(yīng)面板會接收到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，聯(lián)鎖控制裝置能夠?qū)t外線控制面板及控制箱內(nèi)聯(lián)鎖控制面板進(jìn)行聯(lián)鎖控制。

圖1 帶式輸送機(jī)大塊煤矸篩選裝置結(jié)構(gòu)示意圖

6）當(dāng)皮帶正常運(yùn)輸煤矸石時，小塊矸石在經(jīng)過激光發(fā)射器時由于高度較低不能阻擋紅外線，因此感應(yīng)面板會接收到紅外線信號，系統(tǒng)不會工作。當(dāng)有大塊矸石經(jīng)過紅外線發(fā)射器時，由于高度較高會阻擋紅外線，因此感應(yīng)面板接收不到紅外線信號，聯(lián)鎖控制裝置發(fā)生聯(lián)鎖反應(yīng)將皮帶的電源切斷，從而確保大塊矸石不會與皮帶架發(fā)生板卡，確保驅(qū)動電機(jī)不會燒損。

7）通過對皮帶機(jī)的運(yùn)輸速度計(jì)算，決定在皮帶機(jī)頭卸載滾筒后15 m 處安裝該套裝置，按照主運(yùn)輸皮帶4 m/s 的速度計(jì)算，即使當(dāng)大塊矸石阻擋紅外線發(fā)射且聯(lián)鎖裝置及時將驅(qū)動電機(jī)電源切斷后，由于皮帶上運(yùn)送的物料重量大且速度快，物料仍會在慣性的作用下向前移動一段距離，按照托輥與皮帶摩擦系數(shù)0.03 計(jì)算，即使切斷電源后皮帶仍會向前運(yùn)動14 m 后才能停止，此時大塊兒的煤矸石正好在皮帶頭位置，工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)并采取措施進(jìn)行處理。

3 帶式輸送機(jī)大塊煤矸篩選裝置優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

1）在皮帶上安裝該套篩選裝置能夠有效確保大塊矸石與皮帶架發(fā)生板卡，從而避免了驅(qū)動電機(jī)發(fā)生燒損的概率。

2）該套裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、占地面積小、安裝方法簡單、安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)皮帶的煤量與皮帶的運(yùn)輸速度在任何位置進(jìn)行安裝，適用范圍較廣。

3）裝置通過發(fā)射紅外線與感應(yīng)控制面板配合使用，具有高度的靈敏性，而且可以根據(jù)工作人員的設(shè)定對不同大小的矸石進(jìn)行篩選，能夠根據(jù)工作面煤質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行篩選。

3.2 缺點(diǎn)

1）該裝置能夠?qū)Τ^高度的大塊矸石進(jìn)行篩選，但有些矸石雖然高度不在篩選范圍內(nèi)，但寬度已經(jīng)超標(biāo)也會與皮帶架發(fā)生板卡，導(dǎo)致驅(qū)動電機(jī)功率增大。

2）當(dāng)有大塊矸石經(jīng)過篩選裝置后聯(lián)鎖裝置會及時將驅(qū)動電機(jī)的電源切斷，但皮帶在開啟時需工作人員重新啟動電源，造成驅(qū)動電機(jī)啟動頻率較高，影響電機(jī)使用壽命，同時頻繁啟停皮帶機(jī)也會對產(chǎn)量造成一定影響[4-5]。

3）由于盤區(qū)皮帶運(yùn)輸速度較快，對篩選裝置的靈敏度要求較高，一旦篩選裝置靈敏度下降或感應(yīng)面板上有粉塵會導(dǎo)致保護(hù)裝置不能起作用。

4）當(dāng)正常運(yùn)輸?shù)钠Оl(fā)生跑偏后或安裝篩選裝置的“H”架發(fā)生變形，會導(dǎo)致感應(yīng)面板接不到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，導(dǎo)致保護(hù)裝置未動作。

4 應(yīng)用效果

2020 年2 月機(jī)掘三隊(duì)對輔運(yùn)巷SSJ-800 帶式輸送機(jī)安裝一套帶式輸送機(jī)大塊煤矸篩選裝置。通過6 個月實(shí)際應(yīng)用效果來看，有效解決了傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸煤矸時，受大塊矸石影響導(dǎo)致雙縮脲共計(jì)斷帶、跑偏等技術(shù)難題，故障率由原來的17%降低至4%，帶式輸送機(jī)維修費(fèi)用降低了18.5 萬元，保證了掘進(jìn)巷道安全、快速掘進(jìn)，取得了顯著的安全、經(jīng)濟(jì)效益。