胶带输送机撒煤原因分析及整治

史先武,白生武

（窑街煤电集团有限公司，甘肃 兰州 730084）

金河煤矿隶属于窑街煤电集团有限公司，位于兰州市红古区窑街镇，设计产能120万t/a。全矿胶带输送机主要有采掘工作面可伸缩胶带输送机、采区主要运输大巷固定式胶带输送机、井筒原煤运输强力胶带输送机、地面选运系统固定式胶带输送机。2013年开始掘进工作面运煤设备由刮板输送机替换为胶带输送机运输，2020年井筒原煤运输强力胶带输送机更换为永磁电机提速运输，通过采掘工作面、井筒原煤运输系统优化，虽然运煤速度提高、运量加大，但输送带撒煤问题一直较为严重。多年来综采（放）工作面多级斜巷胶带输送机运煤，上下山、连续斜巷、多级缓坡的凹凸曲线输送带布置，造成胶带跑偏撒煤尤为突出。因此对胶带输送机撒煤原因分析及整治势在必行、意义重大。

1 撒煤原因分析

1.1 运输能力原因分析

胶带输送机运输能力小于上一级运输设备运输能力，输送带长期过载，胶带输送机单位长度堆积煤渣多、机尾段溢煤撒落。综采（放）工作面进风顺槽SZZ764/160转载机与DSJ100/55/2×75胶带输送机搭接，转载机输送量900 t/h、胶带输送机输送量550 t/h，转载机运煤落在胶带输送机机尾，胶带输送机机尾搭接部位承受煤量大，不能有效拉运，机尾密架段溢煤落至底皮带堆积，随机尾滚筒倒卷，且受密架滑靴大架阻挡清煤不易，上皮带运煤不畅溢煤、底皮带卷煤循环撒落。

1.2 凹凸曲线布置原因分析

胶带输送机凹凸输送带区间曲率半径较小[1]，运转中胶带悬空，胶带离开了槽形托辊，输送带槽角变小，使部分煤渣撒出。煤巷掘进为综采（放）工作面准备巷道，近年来为提高掘进运煤速率，运煤设备由SGB620/55刮板输送机替换为DSJ100/55/2×75胶带输送机，运煤能力由40 t/h提高至550 t/h，但运煤过程输送带受巷道上下山影响，输送带倾斜、凹弧曲线、凸弧曲线、凹凸曲线布置，输送带飘带悬空、运转跑偏，容易造成撒煤、落煤、积煤。

如图1所示，胶带巷凹槽低洼处两端由于上、下山坡度较大和运载原煤重力作用,胶带输送机重载运转时,上层胶带在靠近机头的上山段运行时,速度较正常速度小,而在靠近机尾的下山段运行时,上层胶带速度较正常速度大,从而导致胶带输送机下层胶带被较大的张力张紧,下层胶带部分地段磨到胶带输送机上托辊架,上层承载的胶带在凹槽低洼处附近变得松弛、折叠堆积[2],出现严重的撒煤现象。

图1 凹弧曲线布置输送带

1.3 其他原因分析

胶带输送机机头、机尾倒卷煤及斜巷底皮带运转带煤撒煤；煤仓、溜煤眼等转载点，机尾挡煤板钢板距受料点胶带较远，导致橡胶板较长，使煤冲出挡煤板；机身、滚筒中心线安装时不在同一条直线上造成的胶带跑偏撒煤；落煤点不正造成的胶带跑偏撒煤；槽形托辊安装时不在同一水平造成的胶带跑偏撒煤。

2 胶带输送机撒煤问题整治

2.1 提高搭接输送带运输能力

胶带输送机运输能力小于上一级运输设备运输能力的问题存在已久，根据采掘工作面胶带输送机搭接现状适当进行运输能力调整，同时优化采掘工作面胶带输送机与主大巷胶带输送机运输搭接运输能力，达到采掘工作面、主大巷胶带输送机搭接运输能力同步调整。

（1）综放工作面进风顺槽DSJ100/55/2×75胶带输送机更换为DSJ100/75/2×75胶带输送机，输送量从原来550 t/h提高至750 t/h，且胶带输送机机尾段安设机尾自移装置推移机尾密架随推采进度前行，同时搭接部位设置挡煤设施，既根治与工作面转载机搭接溢煤撒煤问题，又彻底解决胶带输送机机尾底皮带卷煤周转撒煤问题。

（2）1 496水平主大巷胶带输送机承接1 530水平综放工作面回采、1496水平掘进工作面综掘原煤运输，同时为采掘工作面胶带输送机搭接运煤，受运输能力限制输送带撒煤问题比较严重。按照运输能力公式Qt=3 600S×k×v×ρ测算[3（]其中:Qt为输送量，t/h；S为槽型输送带上堆积煤渣的最大截面积，m2；v为输送带速度,m/s；ρ为输送散状物料的堆积密度,t/m3；k为胶带输送机倾斜系数），在输送机凹凸走向不变、倾斜系数一定时，只有提高带速才能提高运输能力。为提高1 496水平主大巷胶带输送机搭接运输能力，原驱动滚筒电机由2×75kW更换为2×132kW永磁滚筒电机，带速提高至3.15m/s，运输能力提高至1 012 t/h，有效地解决了搭接运输能力不足的问题。

2.2 曲线布置输送带弧度调整

胶带输送机斜巷凹凸段撒煤问题，根据胶带输送机布置现场实际主要有以下几种解决实例：

（1）挖捣皮带槽调整胶带走向趋于水平，应用于输送带与行人运输巷道交叉且凹凸输送带布置情况，彻底根治凹凸输送带运转撒煤问题。2017年1 530延伸巷胶带输送机从煤仓上口至16213-1回风顺槽口区间运转，在1 530南运输口凹凸弧曲线布置，胶带运转跑偏飘带撒煤严重，挖捣皮带槽水平布置，皮带槽上方铺设钢板、混凝土捣制形成底板，既解决胶带输送机运转撒煤问题，又解决穿越胶带上方行人行车问题。

（2）增设运转胶带输送机，适用于多级斜巷缓坡输送带布置情况，可减少输送带凹凸变化运行区段，有效减少撒煤落煤。如图2所示，2018年17204-1工作面进风顺槽四级斜巷布置一台胶带输送机，第一、二、三级斜巷缓坡上山，第四级斜巷下山，四级斜巷胶带凹凸曲线变化大，输送带飘带、重负荷运转跑偏极易撒煤。根据输送带一级斜巷55 m（20°）—二级缓坡25 m（5°）—三级斜巷130 m（10°）—平巷36 m—四级斜巷33 m（-15°）的变化情况，在第二级缓坡上变坡点增设第二台胶带输送机，选择此位置一是随推采进度四级斜巷逐渐消失，三级斜巷距离长，在此段几乎倾斜布置运煤，撒煤相对较少；二是第一、二级斜巷坡度变化大凹凸曲线曲率半径小易撒煤，二、三级斜巷坡度变化比一、二级斜巷坡度变化小，二级缓坡区间安设搭接输送带较合理。二级缓坡增设第二台胶带输送机既解决长距离凹凸变化运煤撒煤问题，又缓解重负荷运煤设备良好运转问题。

图2 17204-1工作面进风顺槽胶带输送机示意图

（3）抬高机架高度，运用在凹曲线输送带布置情况，通过提高输送带凹槽段运转水平高度、增大输送带曲率半径、减小运转胶带槽角、减少输送带凹凸变化，控制撒煤落煤。如图3所示，2019年1495延伸巷二台胶带输送机斜巷段坡度24°，下平巷36 m机架架设抬高架，机架由原来1 200 mm抬高至2 400 mm，斜巷与平巷凹槽夹角由156°增大至170°，既解决胶带输送机运转撒煤问题，又解决穿越胶带下方行人行车问题。

图3 1495延伸巷二台胶带输送机示意图

2.3 其他

胶带输送机机头、机尾为避免上皮带溢煤、底皮带倒卷煤、皮带两侧撒煤，在机头、机尾段底皮带安设清扫器，清扫器侧挖到积煤坑，使刮挡底皮带煤渣落入积煤坑；在上变坡点以下安设清扫器，清扫器侧挖到积煤坑，底皮带运转带煤落入积煤坑，解决斜巷底皮带运转带煤撒煤问题。2021年主运输大巷、采掘工作面胶带输送机安设清扫器23组、挖捣积煤坑17个，有效控制了撒煤清理问题。

3 具体措施

（1）胶带输送机在选型时一定要考虑上一级和下一级运输设备的运输能力，选用与其运输能力相匹配的胶带运输机，避免胶带输送机运输能力小于上一级运输设备能力造成的撒煤。提高胶带输送机运输能力的主要途径有增加带宽和提速，由于现有井下宽度限制，目前行之有效的措施只有提高带速。

（2）解决凹凸段撒煤就必须在巷道设计阶段应尽可能地采用较大的凹凸段曲率半径。根据凹弧段最小曲率半径R≥S/q公式推导（其中：S为凹弧段输送带最大张力，kg；q为每米输送带自重，kg/m），在某位置输送带张力一定、同一材质单位输送带自重一定的情况下，凹凸段使用抬高架过渡或增设可调高支腿，避免飘带撒煤的发生；调整胶带输送机胶带的松紧程度，避免胶带张力过大发生飘带；加装胶带输送机压带装置，彻底解决皮带机凹段飘带情况。胶带材质由整芯PVG聚氯乙烯带更换为DPP芳纶织物芯带，输送带覆盖胶厚度增加，单位输送带自重提高，使用同一抗拉强度胶带、相同凹凸段同一张力位置，飘带抬高曲径变小，撒煤量减少。凹段曲率半径应保证在任何工况下胶带都不脱离托辊，杜绝或消除死弯、过渡不平滑、突然起底等现象。

（3）胶带输送机安装时敷设中心线，输送机中心线垂直度不超过2/1000，避免机身、滚筒中心线安装时不在同一条直线；胶带输送机安装时必须敷设巷道腰线，输送机水平偏差不超1.5/1 000，杜绝槽形托辊安装时不在同一水平；胶带输送机在安装过程中机架的中心线的直线度在任意25 m范围内不应超过5 mm，同一平面上（水平或倾斜面）或者在 一个公共半径的弧面上相邻三组托辊的上表面高低错差不大于2 mm,伸缩和吊挂式不大于3 mm。胶带输送机调试运行期间调整好输送带落煤点在输送机的中线上。

（4）胶带输送机机头清扫器应加设两道，一道为安装在卸载滚筒上的直板清扫器，一道为安装在卸载滚筒与驱动滚筒之间底皮带的框式清扫器，清扫器与皮带接触长度不小于皮带宽度的4/5。机尾受料架底皮带上方安装斜板清扫器，斜巷上变坡点以下位置底皮带安设斜板清扫器，凡安设清扫器的斜板侧挖捣积煤坑，积煤坑尺寸根据输送带机架与轨道位置或其他现场条件确定。

（5）胶带输送机各搭接点必须设置导料槽，导料槽的长度可按1.2 倍的带速计算，最小长度不得小于1.5 m。导料槽挡煤板钢板下沿距离皮带表面距离不得大于100 mm，橡胶裙板与钢板结合紧密，与胶带接触长度无缝隙。导料槽底口的宽度应为皮带宽度的2/3。不得大于输送带宽度的4/5。在巡检过程中如果发现有橡胶裙板损坏要及时进行更换。

（6）胶带输送机加装自动纠偏托辊，每隔10 组应安装1组纠偏托辊，调整皮带机跑偏；回程托辊每隔6 组应安装1组纠偏托辊，调整下带跑偏。推广应用V 型前倾下托辊、螺旋形下托辊。

4 结论

通过对搭接胶带输送机运输能力不足溢煤、凹凸输送带布置撒煤、胶带输送机机头机尾转载点落煤及机身与滚筒安装、落煤点设置、槽形托辊安装等撒煤问题的分析，列举近几年搭接设备运输能力调整、挖槽变缓坡度、增设设备承接曲弧过渡、抬高机架变更凹凸布置输送带曲径、机头机尾及变坡段设置积煤坑回收落煤整治实例，提出胶带输送机运输设备选型、凹凸段设计、敷设技术要点、清扫器积煤坑设置、搭接点导料槽配备、自动纠偏托辊加装等持续改进措施，有效解决胶带输送机撒煤问题。