新景矿带式输送机尾煤清理装置优化

马奇凯

（华阳集团 新景矿，山西 阳泉 045000）

1 概 况

带式输送机具有设备结构简单、维护成本低、传送距离长、可靠性能好、可连续性运输、物料适应性强等优点，在煤炭生产领域应用广泛，主要由托辊、侧挡辊、传动滚筒、改向滚筒、驱动机构、机架等构成。煤炭企业工作面多采用带式输送机作为物料输送设备，但由于井下工况差，物料运输距离长，加之带式输送机长时间连续作业，很容易在运行中出现一些问题。若不能及时消除，会造成带式输送机故障，影响生产。如皮带在输送煤炭过程中会出现撒料现象，传统的尾煤清理装置清理效果欠佳，因此本文以新景矿15304 工作面DTL120/150/2×315 型带式输送机为研究对象，对带式输送机尾煤清理装置进行改造。

2 存在的问题

新景矿15304 工作面井下位于芦南15 号煤采区东部，西为15305 工作面（未掘），南为采区大巷，东为15303 工作面（已采），北为80117 工作面（已采），故15304 工作面井下相对位置及邻近采掘情况对该工作面掘进期间无影响。15304 工作面所掘15 号煤层赋存稳定，结构复杂，常发育有2 层夹石。煤层以镜煤、亮煤为主，内生裂隙发育，含少量黄铁矿结核。煤层厚度5.50～7.33 m，平均6.45 m，煤的坚固性系数f=1.35～1.5。15304工作面在实际回采期间，DTL120/150/2×315 型带式输送机经常出现尾煤清理装置清理效果较差的问题，占用大量人力物力。

2.1 带式输送机结构参数

新景矿煤炭年产能约450 万t，井下煤炭运输设备以带式输送机为主，以实现连续性输送，为煤炭持续生产奠定了基础。新景矿15304 工作面带式输送机型号为DTL120/150/2×315，如图1 所示，配置有2 台电机，电机额定功率315 kW/ 台。15304 工作面在运行中，尾煤煤渣不可避免的粘在输送带上，经常造成带式输送机性能降低。带式输送机主要参数如下：

2.2 带式输送机尾煤渣清理装置结构、原理

传统的带式输送机尾煤清理主要依靠刮板完成，通过调整刮板与滚筒间隙实现，其结构如图2所示。由图2 可知，尾煤清理机构主要由滚筒、刮板、连接件（螺栓）构成。该机构可实现对皮带上的尾煤清理，俗称刮煤板/ 刮料板，通常厚度6 mm，宽度和托辊宽度相同。刮料板利用可调节螺栓进行固定，可根据刮板清煤情况，利用螺栓调节刮板与滚筒的间隙，实现较好的清理效果。

图2 传统带式输送机尾煤清理装置结构示意Fig.2 Structure of the traditional belt conveyor tail coal cleaning device

2.3 煤渣清理装置存在的问题

新景矿DTL120/150/2×315 型带式输送机在尾部安装煤渣清理装置，刮板连接在机架上，利用滚筒的转动实现煤渣清除。理论而言，刮板与托辊间的距离和清理效果呈反比例关系。但在实际操作中，刮板与托辊的间距调整较为困难，完全依靠人工和经验，无法满足煤渣清理理想效果，具体表现如下。

（1）无法精确控制刮板至滚筒的间距。经验表明，刮板与滚筒间隙在1～2 mm 时，清理煤渣效果显著，并且不会对皮带等部件产生划痕。但是滚筒和刮板的宽度通常较大，其平行度不易控制，一旦存在倾角，就会局部增加刮板与滚筒的间隙，影响煤渣清理效果；同理，空间较小的部分，会造成刮板与滚筒的接触或碰撞，刮伤皮带表面，存在安全隐患。

（2）新景矿DTL120/150/2×315 型带式输送机在实际运行中，刮板由于清理物料的不均匀性，刮板的磨损程度不均。通过实际总结分析发现，皮带中部的煤渣较多，两侧的相对较少，造成刮板中部磨损严重，两侧较弱。加之刮板难以进行有效检测，因此当中部磨损较多时，清理效果就会下降。

（3）煤渣清除效果不佳时，需要进行手工清理。井下工况较差，空间较小，操作者在进行清理作业时，往往因空间问题，死角部位难以清理，同时也存在伤人的安全隐患。

3 煤渣清理装置优化改进

3.1 优化后的清煤装置工作原理

为提高清理效果，延长带式输送机的使用寿命，决定对新景矿DTL120/150/2×315 型带式输送机清理装置进行优化改造，改为高压风清扫煤渣装置。改进后的尾煤清理装置如图3 所示。

图3 改进后的带式输送机滚筒清理装置Fig.3 Improved belt conveyor drum cleaning device

改进后的带式输送机尾煤清理装置主要由电磁阀、过滤减压阀、进风管道、风管等部件组成。带式输送机在运行期间，尾煤装置随之启动，电磁阀打开，管道处于开位状态，高压风顺着管路流入风管，在出口气流与辊轴呈45°夹角，利用高压风清理皮带、托辊表面的煤渣，提高带式输送机使用寿命。该结构与带式输送机间距较大，不会对带式输送机造成任何损伤。

带式输送机在运行的过程中，煤渣高压风清扫装置将附着在皮带表面煤渣吹扫干净，煤渣通过溜槽进入特定的出料皮带，结构如图4 所示。尾煤清理装置主要由动力装置、联轴器、清煤皮带等构成，通过皮带将煤渣输送至指定地点进行处理。

图4 机尾清理装置结构Fig.4 Structure of tail cleaning device

3.2 清煤装置的动力系统选择

由于井下设备的须为本安型设备，考虑到成本因素，煤渣清理装置尽可能的简单化，电力系统采用现有设备，以降低电力设备投入成本。

通过对新景矿现场的实际考察，决定将液压泵站改为带式输送机的动力源。改造后的煤渣输送皮带运行速度设定为2 m/s，同时依据煤渣量、皮带长度等，通过理论计算并结合现场，确定泵站的动力参数：

4 应用效果分析

新景矿在2021 年3 月改造15304 工作面1 号输煤皮带的清煤装置，经过3 个月的运行，清理效果显著，带式输送机托辊基本无附着煤渣，同时清煤装置未对带式输送机造成任何损坏，降低了操作者劳动强度，因此决定对其他类似输煤皮带清煤装置进行改造。2021 年6 月投用，运行至今，除进行日常维护保养外，未发生任何故障，带式输送机煤渣清理效果显著，没有造成皮带损伤，提高了皮带的使用寿命，减少了设备维护工作量，为带式输送机安全运行奠定基础。

5 结 语

通过对新景矿DTL120/150/2×315 型带式输送机实际运行中尾煤清理效果进行分析，决定对其进行优化改造。通过分析研究，改造为高压风清扫煤渣装置，并以新景矿井下原有液压泵站作为动力源，降低了清煤装置改造的成本。优化后的清煤装置无须与皮带、托辊等直接接触，避免皮带、托辊过度磨损，从而降低带式输送机的故障率。清煤装置全部投入使用后，运行效果良好，清理效果显著，且无需人工清理煤渣，降低了工人劳动强度，提高了带式输送机操作安全性，具有推广价值。