煤矿生产中管状皮带输送机的应用初探

宋先峰，高维强，杜廷斌

（兖州煤业股份有限公司济南煤炭科技研究院分公司，山东 济南 250000）

0 引 言

新经济形态下，我国对于煤炭资源的需求量不断增多，采煤输送工艺和皮带输送机的使用技术有了较快发展。管状皮带输送机的使用是目前煤矿煤炭输送系统的重要组成、也是煤炭行业做好环保工作最有效的方式。而且运用的好坏，直接关系着煤矿的运煤效率和企业生产效益。在各行各业蓬勃发展的新时期，煤炭行业对于煤矿生产中管状皮带输送机的应用提出了更高要求，有必要进行其输送方式的进一步深化研究。

1 管状皮带输送机结构性能

1.1 管状皮带输送机结构特征

相比于普通的带式输送机，管状皮带输送机在拉紧装置、机头部、受料点、机尾部等结构上以及驱动张紧上并无较大差异。然而在输送机装载点后至卸料点前的输送部位，两者差异较为明显，其中管状皮带输送机是通过托辊架及托辊，使皮带成管状运行，给物料提供一个密闭的运输通道。

煤炭输送中，位于管状胶带机尾部受料段的皮带刚开始处于平行状态，然而在较短的时间后，平行运行的状态会被打破，并逐渐向着槽形、深槽形状态转化，最终，形成圆柱状形态，实现了物料的有效包裹。该过程中，胶带向圆管的转化是由布置为六边形的辊子来实现的。在形成封闭圆管后，物料会被个裹覆在管内，然后随着胶带被平稳运出。而当输送物即将到中部卸料点时，圆管状的胶带又会逐渐变为槽形、深槽形，进而变为平行状态完成卸料。在胶带回程段控制中，其控制方法与承载段基本相同，由此循环作业，实现了采集煤炭的高效输送。需要注意的是，在回程段，胶带采用管状、平行或者V 形结构，均可满足实际应用需要[1]。圆管带式输送机示意图如图1 所示。

图1 圆管带式输送机示意图

1.2 管状皮带输送机的性能特征

现阶段，管状胶带输送机在煤矿生产输送中的应用不断普遍。从应用过程来看，管状皮带输送机的使用具有线路布置简单、输送过程高效便捷、环保效益突出的特点[2]。就输送机线路布置而言，其采用空间弯曲线路布置，这种布置方式不仅能实现水平面和垂直面内拐弯，而且在跨过铁路、公路、河流及各种建筑物中发挥着重要作用，凸显了其灵活使用的特点。基于这种线路输送模式，设备发生故障的概率较低，维修量较少、使用周期长。同时相比于传统输送，管状皮带输送机采用双向物料输送模式，这大大提升了煤炭的输送效率。研究表明管状皮带输送机的运输量能达到7 000 t/h，远远超出常规胶带输送机的运输量，且单机最长输送距离能达到7 000 m，完全实现了长距离布置输送物料的要求。此外，由于煤炭被包裹在管状内部封闭式运输，故而在输送中没有泄露、扬尘、洒落及物料混杂的风险，有效地提升了物料输送的环保性。

2 煤矿管状皮带输送机的应用要点

新时期，管状皮带输送机在煤矿生产中的应用不断深入，要进一步提升其应用质量，还应注重以下要点管理：

2.1 严格控制煤炭输送量

系统化的进行煤炭输送量控制，能有效地提升煤炭输送效率，保证煤炭输送的稳定性。在实际输送中，如果管状胶带输送机上煤炭的运送量不稳定，则管状胶带内物料的充满度会发生较大变化，是皮带运行不平稳，受此影响，输送机托辊对皮带贯通的作用力也会随之改变，这使得管筒发生扭曲的概率大大增加。根据煤炭输送实际可知，当输送煤炭量较大时，皮带反向卷管的问题较为突出；这给煤炭输送带来较大危害，基于此，在后期输送中，应注重管状皮带输送机输送量的严格控制，保证均匀、不超量的给料，是管状皮带输送机稳定运行的一个重要条件。

2.2 注重托辊的检查

托辊在管状皮带输送机中发挥着重要作用，也是管状皮带输送机与传统皮带输送机的主要区别。在实际输送中，传统的输送机在1~3 个托辊的支撑下，组成平行或槽形截面，以此来完成煤炭的输送；而在管状皮带输送机中，每组托辊的总数量为6个，利用每组托辊，将皮带约束成正六边形截面的密闭管状，通过正六边形托辊组上搓力、支撑力、和剪切力的作用，管状皮带输送机能实现垂直和水平向上的运动。从应用效果来看，采用管状皮带输送机，物料输送的安全性更高，这是因为不论皮带管筒在头部能否展开，物料能否卸下，都不会对皮带造成损伤，这为煤炭资源输送创造了有利条件；因此生产过程中需要把对托辊的检查作为一项重点工作：一是重点检查托辊的旋转是否灵活，及时更换不转或旋转不灵活的托辊；二是及时更换轴承损坏的托辊；三是及时更换磨损的托辊，以确保皮带的正常运行。

2.3 重视皮带管筒外边缘线游动状况检查

管状皮带输送机作业中，如果皮带处于正常运转状态，则皮带管筒外边缘线会在整条皮带管筒的同一个方位，且于该方位保持稳定，即便发生游动，其游动的范围也保持在±1cm 之内[3]。然而受雨雪等特殊天气、来料不稳、皮带托辊运转不灵活等因素的影响，皮带机在实际运作中会出现管筒外边缘线大幅度游动问题，该状态下，托辊与皮带卷管之间的受力状态会发生较大改变，此时，皮带管筒会出现较为明显的扭曲问题，通常，此类扭曲多以径向扭曲位置。基于此，在实际作业中，还应规范化、系统化地对皮带管筒外边缘线游动状况进行检查，并及时进行调整。

2.4 皮带的毛边处理

所谓皮带的毛边，指的是管状皮带在经过六边形托辊组部位时胶带边经常夹入托辊组的2 个托辊中间，长时间运行导致胶带边部摩擦出现毛边或短小撕裂现象，缩短胶带的使用寿命。这是管式托辊组结构形式的缺点，也是导致管状皮带出现严重撕裂现象的主要原因。在刚投入运行的时间内，应及时割除撕裂的胶带边条，固定或更换活动的托辊，后来利用运行间隙对磨损和撕裂严重的皮带边缘进行硫化胶结，但是其效果并不显著。在反复观察和实验过程中最终发现皮带搭接部分在运输段基本上都在十一点钟方向，而此处恰好是管式托辊组左上方和正上方2 个托辊的安装衔接处，棱角分明的托辊架子固定于此不可避免地会对高速运行的管状皮带边缘造成擦伤撕裂。因此安装时调整托辊组，避开2 个托辊间与皮带运行方向的十一点钟，有效解决了托辊架子对皮带边磨损现象。

2.5 其他状况检查

为进一步提升管状皮带输送机的实际应用质量，还应注重以下要点把控：①在实际输送中，应对皮带管筒的饱满度进行检查，同时观察其与托辊接触情况，并且应及时观测托辊温度等因素，同事对整皮带机尾配重箱的质量进行调节，为设备运行创造良好条件；②在实际输送中，应注重输送倾角的控制，通常，基于输送倾角而产生的倾角随充填系数应不超过30°；③在设备管理中，应注重设备断面的控制，确保结构紧凑型。

3 管状皮带输送机的输送效益评估

3.1 结构性能优势

相比于传统的输送机，管状皮带输送机在结构、性能上具有明显的优势。从整机形态来看，其结构布局满足以下要求（见表2）。经过设计，管状皮带输送机的横断面变小，机架宽度约为输送带宽度的1/2，有效地减少了空间占用问题。而就性能优势而言，本设备单机最大运量达到了7 000 t/h，最长输送距离达到7 000 m，并且能实现最大倾角输送，输送倾角能达到30°，远远满足了煤矿的输送需要，也解决了复杂条件下矿石的运输。此外，基于圆管密封输送，无需增设密封罩，降低基建费用及设备成本，并且输送过程中无泄露、避免了扬尘，环境保护效益突出。

表2 结构性能优势

3.2 其他效益分析

为实现管状皮带输送机整体输送效益的有效分析，将其与原本的索道输送方式进行对比，可知管状皮带输送机的应用存在以下优势：①相比于传统运输和设备，管状皮带输送机无需建造转载房等设施，减少了投资费用，有效降低了成本费用；②该设备能大大减少人力资源的投入，并且有效地提升了排矸效率，有效降低了煤矿企业工作人员的工作强度，同时也降低了成本；③该设备运作安全效益突出，在以往输送机运作中，设备存在索道掉车、断绳、跑车的隐患，这对于工作人员人身安全带来较大威胁，影响了企业效益。而在管状皮带输送机输送中，这些问题得到有效解决，创造的安全效益不可估量；④该设备创造了良好的运输环境，尤其是管状封闭运输方式的应用，从根本上避免了物料外漏问题，整体环境效益较为突出。

4 结束语

管状皮带输送机对于煤矿煤炭资源的输送具有较大影响。管状皮带有效降低物料的洒落、扬尘，并且不用设置转载站，易于布置及安装，减少空间占用，综合效益突出。煤矿生产实践中，工作人员只有充分了解管状皮带输送机的结构组成和运作原理，然后进行物料输送过程的严格管控，才能有效地提升管状皮带输送机应用水平，保证煤矿生产、输送效率与质量，推动我国煤炭产业的健康、有序发展。