机掘巷道带式输送机跑偏机理及预防

高鹏翔

（晋能控股煤业集团大斗沟煤业公司， 山西 大同 037031）

1 大斗沟矿5201 巷概述

晋能控股煤业集团大斗沟煤业公司5201 巷位于同忻三盘区，北东部为山2 号煤层盘区巷，北西部为8202 设计工作面，南东部为8206 设计工作面，南西部为山2 号煤层可采边界。

5201 巷设计长度为1 179 m，巷道断面规格为高×宽=3.6 m×5.2 m，从皮带大巷开口，掘进煤层为山西组2 号煤层，煤体结构简单，预计煤厚总厚为1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夹矸1～2 层（0.15～0.40 m），煤层走向北西、倾向南东，结构简单。

5201 巷使用EBZ-260（H）型掘进机掘进一次成巷，沿煤层底板掘进，巷道掘进工序为：交接班安全检查、准备→校对巷道中线推浮煤岩→（加皮带）拉滑道伸皮带→掘进机割煤、运煤→安全检查→临时支护→永久支护→掘进机割煤进入下一循环。巷道掘进期间采用SSJ-800 型带式输送机运煤，输送机机头与盘区带式输送机搭接；SSJ-800 型带式输送机主要由各类滚筒（卸载滚筒、主副滚筒、导向滚筒、尾滚筒）、各类保护装置（跑偏、撕带、温度、堆煤、烟雾保护）、机头大架、电机、减速机、H 架、阻燃输送带、张紧装置、储带装置等部分组成；输送机带宽为0.8 m，电机功率为40 kW，运输能力为1 500 t/h；5201 巷带式输送机采用双电机驱动方式，最大运输距离为800 m。

2 带式输送机运输现状及跑偏机理

2.1 巷道带式输送机运输现状

截至目前5201 巷已掘进450 m，由于5201 巷在前期掘进过程中共计揭露四条正断层，断层平均落差为0.7 m，平均倾角为52°，受断层影响巷道煤层内夹矸量增大，且以砂质泥岩为主，受巷道内煤矸及带式输送机安装技术水平、带式输送机管理维护等影响，掘进前期带式输送机共计发生7 起机电事故，其中断带3 起、电机烧毁1 起、H 架倒架3 起，造成经济损失达30.5 万元。通过现场观察发现，导致带式输送机事故的主要原因是输送带跑偏[1-3]，使输送带在运转方向上受力不均，导致输送带出现断带现象，同时输送带出现跑偏时，输送带与托辊、滚筒之间摩擦严重，输送机运行负荷加大，导致输送带磨损严重、电机烧毁等。

2.2 带式输送机跑偏机理

2.2.1 安装质量不合格

5201 巷带式输送机由机掘队组人员进行安装，由于安装人员未进行专业技术培训，安装输送机时随意性大且安装前未现场给定输送机中心线，导致带式输送机在安装过程中输送机机头安装不牢固、输送机卸载滚筒与尾滚筒轴线不平行等，造成带式输送机运转时输送带侧向受力不均。

2.2.2 托辊质量不合格

5201 巷掘进量为7.5 m/d，每班掘进前需对带式输送机延尾，延尾长度为9.0 m，延尾过程中需安装三组H 架及上下托辊，而5201 巷内采用的托辊为已掘巷道回收修复托辊，托辊破损严重、质量不合格，托辊表面曲径存在不一致现象，导致在输送机运输物料时，托辊对输送带产生径向摩擦力不一致，致使输送带朝摩擦力大的一侧跑偏。

2.2.3 输送带张紧力不合适

5201 巷带式输送机每次延尾后由操作工对带式输送机张紧力进行调节，传统人工调节方式不仅劳动作业强度、危险系数高，而且调节精度低；若张紧力不足，带式输送机在运输煤矸时，在煤矸重力作用下输送带受力不均出现跑偏；当张紧力过大时，在物料作用下很容易出现断带事故。

2.2.4 输送带接头不合格

5201 巷带式输送机每延一次机尾需加一节皮带，皮带与皮带之间采用机械连接，输送带在对接过程中由于操作人员对两侧输送带对接不严，导致输送带连接后存在错位现象，输送机在运转时不合格的输送带接头在托辊摩擦作用下产生侧向应力，输送带朝应力一侧跑偏，并伴随着撕带现象。

2.2.5 卸料不均

卸料不均是造成带式输送机跑偏的主要原因，当相邻两部输送机搭接时，且搭接点存在高差时，上输送机物料在卸载过程中对下水平输送带产生冲击作用力，冲击作用力在水平、垂直方向存在一个分力，若水平分力指向输送带两侧时，输送带出现跑偏。

3 带式输送机跑偏预防措施

为了提高带式输送机运行稳定性，控制带式输送机跑偏现象，机掘队决定对5201 巷SSJ-800 型带式输送机采取若干项预防措施。

3.1 提高输送机安装工艺

为了保证输送机安装后平直且稳固，带式输送机安装前需对输送机安装底板浮煤进行清理，并对松软底板进行硬化；输送机在安装时需对机头部进行施工，机头采用四根地锚固定，保证机头安装后牢固可靠；输送机安装时必须由地测科现场给线，保证输送机安装后机头卸载滚筒与尾滚筒平行，且与输送带中心线垂直。

3.2 加大输送机检修力度

带式输送机安装后必须定期对带式输送机易损部件进行检查，特别是输送机托辊，严禁使用破损、变形、断裂托辊，并定期更换；检修人员应每班对输送机电机与减速机连接部位润滑情况、磨损情况进行检查，发现连接轴承变形时及时更换；定期对输送机机头、机身及机尾部连接部位进行检查，确保输送机运行稳定。

3.3 安装自动张紧装置

为了解决传统输送机张紧方式不合理、劳动强度大、安全系数低等技术难题[4]，决定对5201 巷带式输送机安装一套自动液压张紧装置，该装置主要由联锁开关、PLC 控制器、激光扫描仪、重力感应装置、各类游动车等部分组成，如图1 所示。自动张紧装置根据运输物料重量实现输送带张紧自动调节作用，具有自动化水平高、张紧调节精度效果好及安全系数高等优点。

图1 带式输送机自动张紧装置结构示意图

3.4 优化输送带对接工艺

输送带在对接前应将对接输送带剪切平整，对接平面应与输送带中心线垂直。为了避免传统机械对接时对接不平整，对接后接口处存在鼓起现象，加大输送带磨损等现象，决定采用热硫化的方式进行输送带接口对接，从而有效提高接口对接水平。

3.5 降低煤流冲击作用力

为了解决相邻两部输送机对接处存在煤流卸载时冲击跑偏现象[5]，决定对机头处安装煤流缓冲装置。该装置主要由金属外壳和柔性接煤平台组成，如图2 所示。当煤流进入缓冲装置后，通过与柔性接煤平台相互撞击，达到降低煤流速度的目的，保证煤流平稳进入下水平输送机。

图2 带式输送机煤流卸载缓冲装置结构示意图

4 结语

2020 年5 月大斗沟矿机掘队对5201 巷带式输送机采取防跑偏措施，截至2020 年9 月通过4 个月实际应用效果来看，带式输送机采取防跑偏预防措施后，5201 巷在后期回采过程中共计发生3 次断带事故，其中有1 次是因输送机跑偏造成的。与前期回采相比，输送机跑偏事故率降低了87%，预计全年可减少输送机维修费用达27.8 万元，有效保证了机掘巷道安全高效掘进，取得了显著应用成效。