管状皮带在正利煤业选煤厂的运用研究

张志勤

（山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司， 山西 吕梁 033500）

引言

正利煤业选煤厂是一座原煤入洗能力200 万t/a 的现代化选煤厂，在建厂初期由于其条件限制，选煤厂排矸采用汽车外运方式处理矸石，因运矸道路爬坡较多，受天气因素影响较大，如遇雨雪天气，甚至有可能制约生产。为此，正利煤业选煤厂探索安装了管状皮带排矸系统，通过实践，已成功运用。

1 原排矸系统及其特点

1.1 原排矸系统简介

正利煤业选煤厂在建矿初期，建成了动筛车间，原煤通过胶带输送机运至动筛车间，通过原煤分级筛进行分级，筛下末原煤（-50 mm）直接出厂，筛上200～50 mm 块煤进入浅槽分选机排矸，分选出块精煤和块矸石两种产品，块矸石通过脱介筛脱介脱水后，直接到动筛车间，通过汽车拉运，运到矸石山进行覆盖掩埋处理。

1.2 原排矸系统特点

原有排矸系统由汽车外运到矸石山进行掩埋处理。存在铲车装车司机精力不集中，发生碰撞事故；汽车运矸需经过省道S217，该地段拉煤车较多，存在不安全因素；且运矸道路坡度较大，遇雨雪天气，便不能运矸，制约着生产；汽车外运时，煤矸石裸露于空气中，易造成扬尘，污染空气环境；汽车外运成本较高，违背精益化管理及经济效益原则。

2 正利煤业选煤厂管状皮带排矸系统

鉴于正利煤业选煤厂汽车外运排矸存在安全隐患多、成本高、环保制约及运输力量有限等诸多不利因素，领导高度重视，经多次讨论，确定了建立管状皮带排矸系统。该管状皮带排矸系统工程全长约1km，设计管径为250 mm，带速为2.5 m/s，输送量为400 t/h[1]，具有密闭输送、节能环保、运行可靠、安全性高、集中控制等优点，是安全工程、环保工程，更是效益工程，从根本上解决原有汽运排矸所带来的安全隐患和环境污染问题。

2.1 管状皮带结构及工作原理

2.1.1 管状皮带结构

管状皮带在结构上包括了普通皮带的机架、传动滚筒、输送带、张紧装置、驱动装置、托辊、清扫装置、安全装置等部件，不同的是，管状皮带在过渡段安装了一定间距的正六边形托辊组，且过渡段的长度及其槽型托管组的布置形式也不同，每一组槽型托辊的角度和宽度都随着输送带的变化，每组托辊的轮廓线与输送带在任意断面上的形状吻合，使托辊起到支撑作用。

2.1.2 管状皮带工作原理

管状皮带工作原理与普通皮带输送机相同，都是通过驱动电机和减速器带动滚筒转动，滚筒和输送带支间的摩擦带动皮带运动，其中支撑输送带的托辊组起着支撑输送带和减少摩擦的作用。不同的是，管状皮带在尾部受矿后，经过渡段被特设的六边形托辊组强制将皮带卷成圆管状，将煤炭等散料包裹起来输送，到头部过渡段再逐渐展开成槽形，直到头部卸矿。

2.2 管状皮带排矸系统主要优点

1）从安全角度说，该系统有效规避了盘山公路坡大、弯急、沟深的安全风险，克服了雨雪天气排矸可能造成的顶库、停产因素。

2）从环保角度说，该系统能最大限度减少排矸公路沿线灰尘的抛洒，保证了矸石不落地，避免了固体废弃物堆积及污水外流，有效保护了工业场地自然环境，建立了生态建设与经济发展之间的良性循环机制，形成最大化生态效益、经济效益和社会效益的路径，为企业绿色发展增添动力。

3）从效益角度说，排矸管状带投用以后，每年可节约排矸运费200 万元以上。运煤排矸管状皮带从选煤厂6 号转载点（707 皮带机尾）为管状带起点，矸石山驱动机房707 皮带机头为管状带终点。降低了汽运倒矸费用，达到降本增效的目的。

3 正利煤业选煤厂管状皮带排矸系统的创新点

超越60°的倾角，实现管状带终点与排矸点无缝衔接是最大的创新点。为此，相关领导多次召开现场工作会，在充分论证的基础上，最终确定利用废旧瓦斯抽放管做矸石管道的溜槽，并在溜槽中间每隔10 m 设置了检查口，检查口既可以看管道溜矸石的磨损程度，又可以进行管道疏通，便于维修管理。此举措不仅实现了皮带与落矸点的无缝衔接，而且可盘活了旧资产、增加更换灵活性，更为矿井节省费用80 余万元[2]。

4 管状皮带常见故障及处理方法

4.1 管状皮带的跑偏调整

管状皮带跑偏是最常见的故障，多数是因为皮带连接不正、皮带涨紧力不够、皮带松弛、皮带运行中振动及皮带中心线与滚筒、托辊轴线不垂直引起的。因此，处理皮带跑偏一般通过调整涨紧绞车装置、防跑偏托辊及驱动驱动滚筒和改向滚筒位置等处理跑偏。

4.2 管状皮带的反包处理

管状皮带的反包一般发生在过渡段，在皮带形成圆管的过程中，由于皮带压带轮的安装位置不合理，引起皮带两边重叠方向进行调换。严重时会导致皮带扭曲或托辊支架变形，甚至皮带损坏。因此要通过调整皮带过渡段的压带轮来处理皮带反包。

4.3 皮带扭曲的处理

管状皮带除了上述的反包会引起扭曲外，皮带在空载状态下运行时，管状皮带的输送段会因为重心在上方而出现“顶重”状态，这种状态皮带容易发生扭曲。通过将受力较大托辊的支架和窗式框架底板之间插入一块4～10 mm 方斜垫片，使托辊倾斜一定角度，可适当缓解扭曲。

4.4 管状皮带折叠后的恢复

管状皮带在的折叠现象一般发生在驱动动滚筒上，是因为皮带的严重扭曲导致皮带机头段的压带轮不起作用，而造成皮带未展开就进入滚筒内。一般通过正转或反转皮带能处理皮带叠带。

4.5 管状皮带的夹带撕边处理

管状皮带的夹带一般在发生在托辊组相邻的两个托辊之间，由于两托辊形成夹角，皮带会夹入其中，长时期不处理会磨损皮带，甚至撕裂皮带。通过实践表明，在易夹带的部位加装托辊能有效避免夹带撕边。

4.6 管状皮带的张紧调整

管状皮带的张紧调整与普通皮带输送机相同，都是通过张紧绞车牵引或调整配重块来实现，一般以确保胶带与头部驱动滚筒间不打滑为宜。

4.7 管状皮带的过载爆管

管状皮带一般管状皮带密封管筒内的填充率为75%，一旦填充率超过95%以上，由于煤流的不均匀性，就很容易发生爆管现象。因此避免爆管就要在控制管状皮带的过载上下功夫，既在管状皮带机尾下煤斗出口加装一台限量器，通过调整限量器角度，有效控制管状皮带过渡段的煤量。当遇到瞬时大量煤下放时，限煤器发挥作业，控制煤流的放出量，迫使其均匀放出，避免因煤流在密闭管状带内过载而造成爆管现象。

4.8 接头处断裂处理

管状皮带接头是胶带中最薄弱的环节。在生产现场接口时由于受到客观条件的限制和各种人为的或非人为因素的影响，胶带接头强度最高时仅能达到其他部位的75%～80%，且一般都远低于此。为此，通过适当增加接头的粘接面积，并严格按照管状皮带硫化规程作业硫化皮带，确保接头达到使用强度。

5 结语

通过半年的实践运用，正利煤业管状排矸系统与其他方式排矸相比，体现出密闭输送、节能环保、运行可靠、安全性高、集中控制等多项优点，彻底消除了该选煤厂汽车外运排矸的安全隐患。

管状皮带的密闭输送，具有极好的环保性；大倾角输送物料，大大减少了设备安装占地面积；灵活的工艺布置，在转弯处实现了多向转弯，减少了物料的转运环节，有效降低了运输成本，实现了精益化运输。适合于多皮带接续运输、大倾角运输及环保要求较高的皮带运输作业中推广应用。