大倾角强力带式输送机输送带快速更换施工工艺的研究与应用

郭路军 杜松阳

（永城煤电控股集团有限公司丰阳煤矿，河南 登封 452470）

丰阳煤矿主斜井强力带式输送机担负着全矿井的煤矸运输任务，更换输送带时间过长会影响整个矿井的生产组织。因此，采用的施工方法[1-4]必须能在满足施工安全的前提下缩短工期。

1 工程概况

1.1 施工环境简介

丰阳煤矿主斜井倾角26°，巷道断面4.2 m×3.6 m，井筒斜长1200 m，为机轨合一巷道。巷道西侧安装有一部型号DTC100/45/3×450 的深槽型大倾角强力带式输送机，负责将井下+70 m、-16 m 水平原煤及矸石运至地面；东侧为单码轨道运输，安装有一台型号JK2.5/30 单滚筒缠绕式提升机，提升能力60 kN，提升机使用的钢丝绳Φ24.5 mm。

1.2 强力带式输送机简介

强力带式输送机型号DTC100/45/3×450，运输距离1250 m，共410 架，带速2.6 m/s，带宽1 m，运输量为450 t/h，总装机功率1350 kW，采用机尾重锤跑车式张紧，使用YNRQD450 的液粘软启动装置，带式输送机沿线全部安装有防滚矸护罩，使用的输送带型号为ST/S4500 钢丝绳芯阻燃输送带，输送带自重56 kg/m，硫化接头采用三级斜角搭接方式，硫化接头长度3 m。

2 施工方法

（1）确定需要更换的输送带位置并做标记，标记处下端（朝机尾方向）的承载面皮带和部分回程皮带为需要更换的输送带，具体长度以需要更换的输送带长度为准。

（2）将输送带从标记处断开，再将新输送带首端与断开处（朝机头方向）一端的输送带接头对接硫化。

（3）硫化结束后使用强力带式输送机自身驱动装置作为驱动动力带动新输送带，使用主斜井绞车提供必要的拉力牵引需要更换的旧输送带，在两者配合下使得强力带式输送机以小于0.5 m/s 的速度进行转动，将新输送带牵引至上槽型架，将旧输送带牵引至主斜井井筒轨道侧。由于输送带自重大，旧输送带必须分段牵引、层叠摆放并固定。

（4）在旧输送带全部拉出后将输送带断开，最后将新输送带末端与断开处的输送带接头对接硫化。

（5）硫化接头冷却期间将井筒中的旧输送带逐段拉至井底车场装车回收。

3 施工工序

（1）施工前，将新输送带装车入井，提前在-16 m 水平大巷车场对接硫化，并运至图1 所示的输送带存放位置。

（2）施工前，按图1 要求安装施工辅助设施，提前在斜巷硫化地点处的躲避硐安装电气设备。

图1 施工辅助设施布置示意图

（3）使用白色自喷漆标记断带位置，当白色标记将要到达施工位置时，及时按下急停按钮将其停在400#强力皮带架处，然后通知专职电工将强力带式输送机1#、2#、3#高压启动器开关全部停电、闭锁、挂停电牌、上密码锁。

（4）强力带式输送机停电后，先在强力带式输送机尾跑车两侧分别安装1 台5 t 倒链，将倒链的另一端固定在跑车上方的轨枕上，拉紧倒链将跑车固定。跑车固定到位后再拆除强力带式输送机395#～401#皮带架的上槽型架、防护网及挡煤板。

（5）从井底车场护栏至强力皮带401#架处安装4 根Φ108 mm 且两端带法兰盘的钢管，该钢管用于承载上拉时的新输送带。使用40T 双链条先将钢管两端的法兰盘分别捆扎紧后再吊挂在两侧的U型钢棚棚梁上，吊挂高度从井底车场护栏处的1.5 m 逐渐平缓升高到-16 m 联络巷机头处的2.2 m，钢管平均间距3 m。安装钢管时将钢管铺设在主斜井绞车钢丝绳下方。

（6）在401#皮带架处的上带安装一道专用皮带卡子，用Φ21.5 mm 的钢丝绳套将皮带卡子锁死在皮带架下的轨道上，然后将输送带从标记处断开，在395#～400#皮带架处搭设施工平台并安装硫化设备。

（7）将装有新输送带的平板车运至井底车场弯道处，将新输送带首端拉出并对折6～8 m，在输送带对折的中间穿一副Φ21.5 mm 钢丝绳套，使用主斜井绞车将新输送带拉至硫化平台处进行斜巷第一次对接硫化。

（8）拆除硫化设备，使用Φ21.5 mm 的钢丝绳套将主斜井绞车钩头与401#皮带架处的上带皮带卡子连接并预紧，拆除固定该皮带卡子的钢丝绳套，然后在强力带式输送机和主斜井绞车的配合下使得强力带式输送机以小于0.5 m/s 速度运行，将新输送带牵引至上槽型架，同时将旧输送带拉至井筒中的轨道上，每拉出80 m 旧输送带，就要从起始位置再拉一次。井筒中的输送带固定后层叠堆放，井筒中一次最多存放500 m 的旧输送带。

（9）旧输送带全部拉出后，在401#皮带架的上带搭设一道皮带卡子将输送带锁死并固定在U 型钢棚腿上，然后将旧输送带预留8 m 的长度后断开，进行第二次对接硫化。

（10）第二次硫化结束后，拆除硫化设备及皮带卡子，恢复硫化地点托辊架、托辊、防滚矸护网、挡煤板及强力皮带沿线掉落的托辊，拆除固定机尾重锤跑车的倒链。全部安全确认到位后强力带式输送机进行试运行。

（11）使用SDJ-14 双速绞车将旧输送带拉至井底车场东侧直道上，每80 m 截一段，使用安装的SDJ-14 绞车将直道上的旧输送带叠放在专用平板车上并固定。具体施工进度见表1。

表1 施工组织进度表

4 安全注意事项

（1）施工前，由现场负责人对参与施工的人员进行排查，状态不佳或有高血压的人员禁止参与施工，同时检查施工人员的劳动防护用品佩戴情况。

（2）施工前，要重点强调本班工作内容及安全注意事项，严禁违章指挥、违章作业。施工期间，井下现场负责人必须严格执行交接班，交接清楚上班遗留的问题。

（3）施工前，在与主斜井井筒连通巷道的入口设置警戒线，悬挂警示标志，安排专人负责警戒。

（4）标记断带位置前，要将强力皮带拉空，断带位置定位后，要及时将强力带式输送机1#、2#、3#高压启动器开关全部停电、闭锁、挂停电牌、上密码锁。

（5）停机后，在施工地点上方20 m 范围内搭设一道防滚矸篦子。施工期间，主斜井井筒中的施工人员必须严格执行“行车不行人，行人不行车”制度。

（6）使用专用皮带卡子固定输送带，将卡子上的固定螺栓拧紧，保证皮带受力时卡子不松动。

（7）施工期间，需要强力带式输送机及主斜井绞车运行时，除必要的人员安排在井筒中的躲避硐外，其他人员要撤离至井筒以外的安全地点。

（8）施工期间，使用主斜井绞车向井筒中拉出的旧输送带长度一次不能超过80 m。旧输送带被拉到指定位置后，先用皮带卡子将旧输送带锁紧，再用钢丝绳套将皮带卡子锁在轨道上。井筒中堆积的旧输送带不能超过500 m，快要接近500 m 时，要及时将旧皮带拉至井底车场。

（9）施工期间，装有新输送带的平板车3 m范围内严禁站人。被牵引的新输送带速度超过0.5 m/s 时，现场负责人要及时按下强力带式输送机沿线闭锁按钮使其停机，同时喊话通知主斜井绞车信号工打点停车。

（10）安装和拆除硫化设备，硫化设备的搬运由专人负责。提前将搬运人员分成2 组，每组5 人并指定小组负责人，4 人参与搬运工作，1 人轮流替换。搬运人员要保持平稳的状态，严禁私自放手，在上一组人员搬运至施工地点后下一组人员才能开始搬运，严禁任何人站在被搬运的硫化设备下方。

（11）硫化设备拆除后，现场负责人必须检查接头的硫化效果，主要检查接头表面有无碳化、有无鼓包，硫化接头的熟胶中有无气泡。

（12）电工必须佩戴好高压绝缘用具并站在绝缘平台上才能操作强力带式输送机高压启动器开关的停、送电。

（13）施工结束后，及时打扫施工现场，回收施工工具、材料及杂物。

5 结语

（1）在保证输送带安全运输的前提下，尽可能选择合适长度的输送带来减少接头数量。丰阳煤矿使用的输送带为200～250 米/卷，同时要求厂家在输送带两端各预留3 m 的钢丝绳，减少剥头时间。

（2）根据矿井自身实际情况尽可能选择靠近机尾的位置为强力皮带断带和接头硫化位置。丰阳煤矿选择距离强力带式输送机尾约50 m 处的位置为强力皮带断带和接头硫化位置，接头硫化位置为固定位置且只有一个。

（3）在更换输送带期间，强力带式输送机与绞车两者的速度要一致，两者速度不一致时会在机头驱动位置处产生多余下带，并在自重影响下瞬时下滑产生巨大冲击，会造成机械设备隐形损伤和下带托辊掉落。

（4）使用本施工方法更换不同长度的输送带时都要经历相同的施工步骤，因此在更换长度600 m以上的输送带时更能体现出其施工工期短的优势。

（5）丰阳煤矿主斜井强力带式输送机2009 年安装投入使用，从2014 年至2020 年已累计更换输送带4500 m，曾在72 h 的施工时间内一次成功更换输送带1000 m。