黑文泉

(山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200)

0 引 言

本文研究的煤矿主井胶带输送机属于牵引履带机，此种卷带机在使用后可及时成卷回收，从而实现在有效的工期内安全、高效率地完成作业任务[1]。但由于目前要求的皮带更换的工期越来越短，若是仍然采用旧皮带牵引新皮带的敷设方式，会造成皮带敷设困难，且任务量繁重，需要连续作业才能完成皮带抖放和更换工作。为了解决皮带更换过程中的相关问题，本文在此次研究中，将提出一种全新的皮带更换工艺，以此实现更换施工过程中的质量与效率。

1 主井胶带输送机皮带更换工艺设计

1.1 皮带展放与硫化处理

展放皮带的操作重点有两个，一是正确对接皮带工作面，防止扭带；二是叠放皮带时要注意受力情况，避免皮带受损。为了满足与之相关的作业需求，需要在施工作业前，搭设硫化平台与临时施工工棚，临时施工工棚应密封保持现场干净，以保证大风、雨天正常施工[2]。新皮带由矿方配合运达现场后，找出工作面与非工作面，在院内硫化平台后方，将卷皮带后半卷利用10 t行车，吊装至自制的吊装门架上，前半卷皮带放置在地面上，利用行车根据皮带的自重抖开对卷包装着的本卷皮带的皮带头，利用1#绞车牵引抖开后半卷皮带进行叠放，每100 m折叠1次，将前半卷皮带头牵引至硫化平台处，确保其预留足够的长度后，按照同样的方法，将下卷皮带后半卷的皮带头牵引至硫化平台处，进行硫化连接。后续皮带按照此顺序依次抖放、硫化，循环作业，直至牵引完成所有45卷皮带[3]。最后将硫化机移至皮带垛的最前方，完成两垛皮带的硫化连接，使两垛皮带连成整体用于更换。

皮带展放、硫化共需40 d，将全部46卷皮带连接。每卷皮带需对折3次才能完成一卷皮带的抖放，由于皮带对折对皮带损坏严重，需在皮带折弯处加以圆木，防止皮带受压而内部钢丝绳受损，圆木尺寸为φ200×1 600 mm，每卷皮带需3根方木，共计需要135根圆木。为了满足集中硫化的要求，皮带需按照100 m长度逐层地叠加，随着输送带卷抖放的数量加大，输送带堆放的高度会随之增加，为了防止堆放好的输送带侧翻，需在叠放皮带前在新皮带叠放场地上安装自制的皮带防倾倒装置，防倾倒装置间距为5 m，共需20组。皮带堆叠结构示意图如图1所示。

图1 皮带堆叠示意图

根据皮带接头强度要求，接头选定为2.35 m长的直接头，硫化保温时间控制在51 min，硫化压力为1.5 MPa，待温度降至70 ℃时，拆除硫化机(具体参数按厂家要求执行)。

1.2 主井胶带输送机皮带更换设备安装

完成对皮带展放与硫化处理后，针对主井胶带输送机皮带更换工程中涉及的各个设备进行安装。首先针对绞车进行安装，共需设置2台绞车，分别将其安装在井口房外道路旁的回柱绞车和驱动机房张紧改向前的压板绞车上[4]。在具体选择绞车型号时，根据实际工况，针对绞车钢丝绳静张力、钢丝绳直径、电机功率等参数进行选择。根据绞车地脚螺栓孔位置在地面做好标记，再根据标记好的位置进行钻孔，钻孔完成后，利用相应规格的螺纹钢锚杆固定及树脂药卷组合固定，绞车固定完成后进行拉拔力试验及配电工作，拉拔力试验合格及调试正常后方可使用。同时，在实际施工过程中，2台绞车所用电源需矿方确定配电点，以便提前施工。根据矿方提供的配电点将电缆敷设至绞车旁的防爆开关处并压接，再将从防爆开关至电机之间的电缆敷设、压接，并将控制按钮至防爆开关之间的电缆敷设、压接，而后送电、试运转。

以某皮带更换工程项目为例，该项目中主要使用的材料见表1。

表1 主要材料使用明细表

完成绞车的安装后，对皮带滚筒进行安装，新皮带通过卸载溜槽引出。通过卸载溜槽(通过处割口)及卸载滚筒下的改向滚筒引到胶带机中间架的硫化位置处。同时，在适当位置对托辊组进行设置。某工程项目中皮带滚筒组示意图如图2所示。

图2 皮带滚筒组示意图

按照上述内容完成皮带滚筒组的安装后，2个滚筒之间上下应当预留300 mm的间距，避免皮带与洞口处墙体发生摩擦造成损坏，同时可以防止皮带左右摇摆。

1.3 连续换带与试运转

所有准备工作就绪后，松开上带夹紧卡，将下带夹紧卡调试到一定的压力；开动送带履带机进行送带，调试下带卡使新带与旧带等速。开动牵引履带机牵引上带出带，由旧带带动新带进行更换，开动卷带机将牵引履带机牵引出的旧带进行打卷，旧带卷带时以120～150 m为1卷，用专用切带机切断后用铁丝打捆，将打成卷后的旧胶带用叉车或吊车移走。

主牵引选用100 t履带牵引机，牵引速度为200 m/h，送带选用20 t履带机，牵引速度为200 m/h。选用JD400卷带机，卷带速度也为200 m/h。控制皮带下带夹紧卡使新带由牵引履带机拖入输送机(不是自溜)，换带时同时开动卷带机进行旧带回收，使用25 t吊车将成卷的旧带从卷带机移走后运至矿方指定地点堆放[5]。

新带全部换完后，矿方确定拉紧装置的位置，在将新带拉紧并用胶带夹紧装置固定胶带，确定好尺寸后进行合环头硫化，硫化结束后将固定皮带拉紧装置的倒链松开，恢复拉紧装置，拆除临时设施，恢复机头溜槽等，换带结束。

最后拆除硫化平台及皮带卡子，将皮带输送机恢复至原状，经检查合格后进行试车、生产。其他不影响生产的收尾工作在皮带正常运转后进行。

2 工艺应用效果分析

按照本文上述内容，针对主井胶带输送机，完成对皮带更换工艺的设计后，为了进一步验证该工艺的实际应用效果，选择将其应用在官地矿970集中皮带机胶带更换工程项目当中。已知该项目中主井输送机机长5 600 m，输送机靠近机头594 m段倾角为12°。胶带总长11 300 m，带宽1.2 m。新带为双卷250 m/卷，共46卷。本次施工将全部旧胶带换成新胶带，胶带硫化接头47个(含临时接头1个)，胶带接头方式为三级搭接。本次胶带更换采用履带机连续牵引换带技术，新胶带以非工作面朝上的方式通过送带履带机与旧胶带下胶带硫化连接，旧胶带上带通过牵引履带机牵引出带，由旧胶带带动新胶带进行换带，由牵引履带机牵引出的旧带经卷带机打卷回收。在明确皮带的更换要求后，结合本文上述工艺完成对该皮带的更换操作。为了更加清晰地对更换效果进行验证，选择将皮带的更换时间作为评价指标，对其更换效率进行评价。同时，为了实现对工艺应用效果的对比，完成更换后，将其与传统更换工艺在类似工程项目当中的更换时间进行对比，实验结果见表2。表2中更换工艺的时长不包含硫化的时间。从表2可以看出，采用本文提出的更换工艺应用在该工程项目当中时，能够保证每200 m长的皮带的更换时长在7 h左右，按照这一更换速度计算，完成本次更换项目需耗时约16 d，而采用传统更换工艺，按照每200 m长皮带更换时长为16 h左后计算，完成本次项目中的皮带更换需要消耗超过本文工艺1倍的时间。因此，结合上述分析得出的结果进一步证明，本文提出的更换工艺能够在降低工人劳动强度的同时，在很大程度上提高皮带更换的工作效率。

表2 皮带更换工艺应用效果记录表

3 结束语

上文完成对更换工艺的详细设计，并通过对比实验证明了本文设计的成果具有一定的可行性，但后续的工作中，仍不能放松工作中的警惕，例如，所有开展作业的绞车司机都需要持证上岗，每次开车前必须认真检查绞车各部件、钢丝绳、地脚螺栓及各连接装置的完好情况，无问题方可开车，绞车使用前绞车基础混凝土凝固强度必须达到90%等，以确保更换过程的安全性。