摘要：煤矿开采产业近年来遭遇发展困境，由于开采历史悠久，多数煤矿产业已然开展到地质条件相对复杂位置，形成开采难度较大的局面。本文对煤矿开采中使用到的皮带运输机进行应用分析，通过目前存在的相关运行问题，结合煤矿实际工作概况，切实有效的提出改造设计方案，并探究改造后的效果。希望能为从事输送设备等相关领域的工作人员提供一些参考。
关键词：煤矿开采；皮带运输机；电控系统
引言：煤矿产业作业开展中，由于开采难度不断加大，使得安全隐患逐渐增加，目前开采作业面的倾角较大，对开采过程提出了更多的要求。在工作面作业中皮带输送机是使用较为广泛的一类输煤装置，如开采煤炭资源时，发生顺槽皮带事故，则会对整个开采过程带来较大的阻碍影响，因此基于矿产开采中的实际应用情况，需要对皮带运输机结构进行相应模式下的设计改造，以此来避免顺槽皮带事故的发生。
1 煤矿工作概况
本文选择某处大倾角开采作业面施工项目，通过对矿井下环境测定，可知顺槽开采长度近800米，且项目倾角平均值为20°，在此位置上开展煤炭开采作业，具有一定风险性，并且该矿区具有较大涌水量，因此需要其运输系统具备较高的运行能力和稳定性，保障大倾角下的安全运输工作顺利开展。目前皮带运输机会发生顺槽事故，导致煤炭倾覆，造成资源损失，另外堆积情况也会加大操作人员的工作量，不利于开采工作的整体开展。
2 皮带运输机现存的运行问题
2.1频繁启停
煤炭开采中，需要针对开采量多少来控制运输机的运行，但频繁启停操作将会对运输机的皮带闸零件产生较大磨损，不利于紧急制动的操作。在该煤矿开采作业中，发现停机现象的另一种主要原因是由于前套设备故障引起的，一旦皮带闸不能良好制动，则会使得运输机皮带不受控制，其上部运输中的煤炭将会倾覆，严重时将胶带拉长可对皮带产生较大损害，甚至导致断带情况的发生。
2.2机头堆积
皮带运输机实际运行中，当制动行为开始后，胶带会受到冲击力的作用而发生下滑，由此便导致滑动中的胶带大量堆积于机头处。在机头堆积较多数量的胶带后，该处较为容易发生撒煤现象，损失了煤炭资源，增加了操作人员后续工作量，不利于开采过程的高效进行。另外该煤矿皮带运输机工作过程中，由于底托轴的作用效果在此过程中未得到良好应用，使得撒煤现象的发生范围进一步加大，扩展到了胶带边缘位置，更加阻碍煤炭的运输效率。
2.3皮带淤煤
皮带运输机装置在其运送煤炭过程中，因为煤炭与皮带有着直接接触，因此皮带的运行速度将是运输过程中的最大效率保障因素。然而并无支撑的皮带构造，对于上部的煤炭并不具备良好的包裹能力，在发生涌水情况时，皮带不能良好的“抓”住煤炭，使得皮带运行的中部位置较易发生撒煤现象。另外下皮带位置，因为中部撒煤现象，也会导致该处淤煤现象严重，煤炭堆积量多等问题。
2.4电控系统
皮带运输机最主要的动力来源便是电力系统，而电力系统下的控制机制能较好的为运输过程提供保障，确保产出后的煤炭资源能够高效的运出。
但因为该项目中的地下涌水情况严重，一旦发生涌水危害，周围环境便变的潮湿，不利于电控系统的运行，空气中水分子含量增加，还会使得电控系统骤然出现故障，短暂时间内失去对皮带电回路的控制，由此发生不良井下煤矿事故。
3 针对皮带运输机的改造设计
3.1增设张紧装置
对该煤矿项目中的皮带运输机装置进行改造，首先应对其机头的张紧装置做出分析，原有小车张紧装置并不能够在所有情况下都高效运转，因此增设新的张紧结构，通过液压自动张紧装置的使用，使皮带在张紧过程中保持优异性能，从而解决皮带运输机的机头撒煤情况。为皮带起到驱动作用的滚筒两端增设液压自动张紧装置，能在一侧达到额定张紧力的150%时，启动另一侧张紧装置，从而确保了皮带启动过程能轻松完成，另外张紧力较大，使得皮带堆积数量有效减少，进一步减少机头撒煤的现象。
3.2机头驱动改造
为增加皮带运输机停机时所产生的摩擦力，并有效减少皮带上运过程中撒煤现象的发生，对该项目中采用的皮带运输机装置，改用二机头设计方案，该方案采用的是底皮带驱动方式，同时为了实现拉紧力的任意调节，将皮带运输机的慢速绞车与油缸相结合。当皮带运输机开始运行时，若皮带在重载作用下发生拉伸，则拉紧装置的油缸可以对其进行补偿，以防止皮带断带事故的发生[1]。驱动方式的改造，能有效解决机头胶带堆积状况，为运输机的高效运作提供较大的基础支持，驱动系统得到优化后，也将会进一步提高运输效率，达成煤矿开采产业的高标准产出目标。
3.3皮带倾角改造
皮带运输机具备倾角下的高效输送特点，但由于在运送煤炭的过程中，皮带对运料的包裹性较差，极易造成煤炭的倾撒，为解决这个问题，特将皮带托架的包角增大，由原来的120°增加到了150°，这样设计可以使皮带形成大倾角，能够较好的实现煤炭运输高效性目的[2]。另外因为改造后的整个装置采用两个张紧系统，除原来的张紧装置外，在卸载煤炭的皮带段增设新的液压张紧装置，能够有效解决皮带淤煤问题，增加了煤炭资源的产出效率，由此提高资源利用率。
3.4电机控制改造
确保皮带能够保持高效、可靠运行的模式，特将原有皮带运输机的电机控制系统进行改造，通过将驱动电机数量增加至四台，并增设2个机头，对整体设备的驱动能力做出极大提高，2个机头电机选用功率为2x200kW，有效控制皮带运行速度，并对紧急制动情况提供大力支持。电机控制改造后，采用液压闸盘、高速闸装置，将皮带控制系统进行优化，其核心部分是KTC109控制箱，在程序流程的配合下，实现了信号传递、确认，由此保障了两个机头的同时动作。
4 皮带运输机改造效果的分析
对该项目当前皮带运输机装置进行改造，优化了整体性能，并且在煤矿开采应用中，取得较大成效。优化后的装置良好的解决了皮带运行中的启动困难、难以控制等问题，并且通过增加皮带包角设备，能有效改善皮带撒煤、淤煤情况，最大程度保护皮带运行安全。
结论：综上，以某煤矿运输过程为例，在进行煤炭开采的全过程中，操作人员应格外注意皮带运输机的使用情况，确保运输过程的流畅、高效，这有利于增大采矿产业的实际效益。同时通过增设张紧装置、机头驱动改造、皮带倾角改造、电机控制改造等改造方式，使得皮带运输机在其工作中，能充分适应煤层地质变化，优化运输性能，能够满足开采工作面上的各类施工要求，解决较大倾斜角度下的皮带运输机的一些运送问题。
参考文献：
[1]马星星.煤矿大倾角强力皮带运输机存在的问题及优化改进[J].机械管理开发,2019,34(03):155-156+185.
[2]丁志强.煤矿大倾角皮带运输机改造设计及应用[J].机械管理开发,2019,34(03):166-168.
[3]于岩，李维坚，运输机械设计.徐州：中国矿业大学出版社，1998,1~8