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井工煤矿钢丝绳芯输送带快速更换工艺的研究王会生

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第5期作者：王会生

[导读] 摘要：当今社会，随着人们生活水平的不断提高，人们的安全意识也越来越强。因此我们在进行工程作业的过程中是需要非常谨慎的，我们应该把工人的安全放在第一位。

        平凉新安煤业有限责任公司甘肃省平凉市
        摘要：当今社会，随着人们生活水平的不断提高，人们的安全意识也越来越强。因此我们在进行工程作业的过程中是需要非常谨慎的，我们应该把工人的安全放在第一位。钢丝绳芯输送带以其在强度、适应能力等方面，所具备的优点被广泛应用。然而，在煤矿井下生产作业过程中，由于煤矿井下条件所限，加上钢绳芯输送带自身重，使钢丝绳芯输送带在铺设安装过程中时常出现出现输送带机架损坏、带面划伤、甚至人身伤害事故时有发生，而且在使用后期机架自身结构发生变化，更换过程更为困难，因此对钢丝绳芯输送带安全、快速的更换技术进行分析研究，在钢丝绳芯输送带使用中尤为重要。
        关键词：钢丝绳芯输送带；煤矿；换带工艺
        前言
        随着钢丝绳芯输送带的广泛应用，人们不断对钢丝绳芯输送带的更换工艺进行改进，在大坡度输送机的应用上尤为明显。目前，更换输送带方法分为：人工换带法、装置连续换带法、输送机驱动换带法。人工更换输送带方法占用时间长，经济效果差，容易造成人身事故，并且机械程度低，设备利用率低，接口硫化质量不能保证；利用装置更换输送带方法虽然提高了机械化程度，大大降低了人员劳动强度、减少了人工，比人工换带法用时少，但也存在购置设备费用高，影响生产时间，换带装置设备占地面积大，地质环境适应能力差，常受煤矿井下现场条件限制；在长期生产实践中人们结合输送机的结构特点，总结出一套利用旧输送带带动新输送带更换输送带的方法，带式输送机自身装置作为驱动部。该方法输送带整体铺设缩短了施工时间，优化换带施工工序，提高输送带整体可靠性，减少因人为操作带来的安全隐患不用购置其它设备，减少相关投入，节省施工费用。
        一、输送机驱动换带法施工工艺
        输送机驱动换带法是利用带式输送机作为驱动装置，将新输送带固定在旧输送带上，旧输送带带动新输送带更换输送带的方法，保证了长距离斜巷钢丝绳芯输送带整体安全更换。输送带在其出厂时一般长度为每卷200m以内，一部安装长度在600m左右的输送带就需要6卷以上输送带。先将这些新输送带在附近的巷道中全部胶带整体连接，按顺序对胶带接头进行硫化，使其多卷输送带连接成一卷输送带。用螺栓将新带一端固定在旧带上，固定位置可以在输送机的机头，也能选在机尾，还可以在中间，制作成临时接头。随即启动输送机，以0.2m/s的带速，匀速地将新输送带从新旧带的固定点导致机头，再回至机尾，所有新输送带在皮带机上缠绕一圈，新旧带的固定点回到开始位置，新带铺设工作结束。核实尺寸，将接头硫化处多余的新输送带截去，将新带上下两个接头选在合适地点（一般选择在机头或机尾位置）硫化，随后将旧带断开，用绞车或矿车作为拉紧装置，缓慢启动输送机将旧带抽出，最后调整输送带，换带结束。
        二、更换工艺通过能力分析
        2.1在钢丝绳芯输送带换带过程中，新带和旧带都在输送机上，这时输送机上有两层输送带，大大增大了输送机工作阻力，尤其进入底层胶带后，阻力增大更加明显。g—重力加速度=9.81m/s2；qRO—输送机承载侧托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m；qRU—输送机回程侧托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m；δ—输送机安装倾角；FS1—特种主要阻力，N；FS2—特种附加阻力，N；FSt—倾斜阻力，N；QB—钢绳芯带的总质量，kg。
        旧新带在输送机上重叠为2层闭环，因此钢绳芯带总质量：
        QB=2×LD×qB2×B （3）
        式中，qB2—钢绳芯带质量，kg/m2；B—钢绳芯带带宽，D—钢绳芯带长度。

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        2.2换带阻力分析
        新带固定在旧带上，输送机上有两层输送带在运行，改向滚筒、所有底皮带平托辊、驱动滚筒、导料装置栏板、清扫装置刮板等环节，阻力有明显增加。为了保证换带工作安全高效，换带工作应减少和避免以上阻力。
        FB—输送机机体可削减阻力，N；μ2—新输送带与导料槽横板间的摩擦系数；Iv—输送能力，m3/s；ρ—被输送散状物料的堆积密度，kg/m3；t—导料装置栏板长度，m；b1—导料装置两栏板之间宽度，m；n3—清扫装置个数；A—一个清扫装置和钢绳芯带接触面积，m2；p—清扫装置和钢绳芯带的产生的压力，N/m2；μ3—清扫装置和钢绳芯带之间的摩擦系数。②换带过程中需要将新带与旧带固定在一起，防止在新带下滑，在新胶带头与旧胶带上打孔，采用8.8级M8~M10高强螺栓将其固定为一体，螺栓固定排数、排距、螺栓距按照带强和带宽决定，一般为6排，每排不少于5个，排与排之间按螺栓距交错布置。分别在上下两端新旧输送带表面做螺母窝，螺母窝的作用是将螺栓头尾部表面低于输送带表面，以减小固定螺栓在转到驱动滚筒处，螺栓两头凸出部分将滚筒表面包胶划伤。再沿新输送带最前头覆盖胶及钢丝绳按一定角度切割打磨出导角形成过渡端，角度应保持在30°左右，如图1所示，用于减小新输送带经过改向滚筒、驱动滚筒、及下部回程分支托辊时产生较大冲击力，而导致换带阻力大，托辊下落或出现跑偏划伤覆盖胶，并用冷补胶将过渡端粘接在一起。
        三、换带速度的控制
        由于多数带式输送机带速均在1m/s以上，在换带时新带在拐角作用力的情况下，输送带冲击较大、及跑偏和卷带的现象，针对以上情况施工过程中，需要控制输送机带速，速度太快容易出现安全问题，太慢则会影响施工的效率，通过资料查证及经验总结，一般将换带过程中输送机带速控制在0.2m/s左右，是安全高效换带速度。实现这安全高效换带速度，一般通过以下两种方式：
        ①输送机电控调带速，输送机采用变频器调速，该调速方式真正实现了带式输送机系统的软起动，能够使电动机长时间保持在低频状态下运行，实现多电机驱动的带式输送机各电机的功率平衡，降低设备的维护量，节能效果好。
        ②加装减速设备实现安全带速目前煤矿井下常用的输送机调速方式有液力耦合器、降压调速、离心耦合器等均不能使输送机长时间低速运行，不能实现换带所需要的运行速度，因此需要加装减速装置实现换带速度，进行临时性改造，加装临时性设施，应满足以下条件：1）改造不会影响矿井的正常生产；2）充分利用原系统进行改造，改造方便快捷；3）改造必须满足输送带的功率要求，整个换带过程安全稳定；4）保证合理的换带带速；
        四、新带最后连接安全性分析
        当新钢绳芯带在输送机上形成一个闭环后，新带在外圈，旧带在里圈，选择合适地点需要硫化完新带最后一道口，在准备硫化前，利用4组皮带夹板将新旧输送带夹紧，防止新带滑动，方可拆除新旧输送带固定螺栓，松开张紧车。其中，2组钢丝绳芯输送带防滑夹板安装在硫化位置两侧，2组安装在输送机顶底输送带变坡处10米范围内，夹板的作用力应能防止输送带下滑，在硫化完最后一道口后，用砂轮切割机断开旧输送带，用钢绳芯带夹板将旧胶带抽出头卡紧，利用导带滚筒及导向滑轮，同时开动输送机及回柱绞车，输送机以0.2m/s以下的速度运行，旧胶带在输送机及绞车的牵引下，每拉50米，将旧胶带断开，重新安装胶带卡。
        小结
        输送机驱动换带法因对环境适应性强，减轻了现场施工者的体力劳动强度，用工少，对生产影响小，机械化程度高，设备使用率高，费用投入少等特点，广泛应用于煤矿企业的带式输送机强力皮带的更换工作中。
        参考文献
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