鲍善常

(马道头煤业有限责任公司，山西 大同 037100)

煤矿长距离胶带更换是一项安全风险较高、施工工艺复杂的工程，涉及到多个环节：新带运输、新带硫化，旧带吐出，旧带断开，新带接入，旧带叠放，旧带运输。传统采用的在胶带输送机机头用低速绞车牵拉更换胶带工艺为不连续工艺，牵引吐带循环距离短，接头频繁，因此用时长，用工多，安全风险较大，吐出旧带还需要人工叠放，回收效率不高，不利于装运，严重制约煤矿的安全生产。为了提高煤矿胶带更换效率，降低安全风险，增加有效生产时间，提出采用履带出带机进行胶带更换作业。

1 工程背景

马道头煤业一盘区胶带输送机全长2 500 m，所使用的胶带为钢丝绳芯强力胶带，型号为ST/S4000 1 400×(8+8.9+8)。胶带已连续运行5 a，因使用年限较久，胶带老化、磨损严重，多处出现不同程度的刷边和钢丝绳断绳等现象，部分接头钢丝绳已完全外露，每天检修要对胶带进行不同程度的修补，生产连续性受到严重影响，也给矿井安全生产造成重大的风险与隐患。因此决定对该部胶带运输机胶带进行更换，并根据生产衔接需要对该部胶带输送机延长至3 000 m，共需更换胶带6 270 m，回收旧胶带5 270 m。

2 施工方案设计

该次更换胶带采用以旧带新的方法，提出采用履带出带机提供牵引力，从胶带机尾拉出旧带，新带同步进入胶带运输机，旧带经自动卷带机成卷回收。针对该工程的施工特点及工期，将此工程施工内容分为两个阶段：第一个阶段为更换前准备，需将延长及更换的胶带硫化连接并展放在旧胶带输送机机尾后方约400 m范围内、将延长段的胶带牵引至旧机尾处、完成更换胶带设备设施准备工作等；第二阶段为更换施工，需拆除旧机尾及新旧胶带接头硫化、更换胶带及延长段胶带、拆除更换胶带设备设施及恢复中间架、合环调试及试运行[3]。

2.1 施工机具

该次更换胶带使用的施工机具主要有履带出带机和自动卷带机。履带出带机由电控柜、液压泵站、机械结构三部分组成，其机械结构见图1。其主要技术参数为：额定工作牵引力为410 kN，额定工作电压为380 V，额定功率为95 kW，适用于更换带宽0.8～1.4 m的胶带。其工作原理是通过夹紧液压油缸收回，使履带底盘夹紧胶带，然后由液压马达旋转驱动履带，通过油缸夹紧产生的摩擦力转化为牵引力而将旧胶带拉出，同时将新带送入[1-2]。配套自动卷带装置，方便胶带回收和运输，见图2。

图1 履带出带机机械结构图

图2 自动卷带装置

2.2 施工前准备

2.2.1 胶带硫化连接及展放

将全部胶带硫化展放到胶带输送机机尾后方约400 m巷道内，在巷道内布置两个硫化点位置，硫化点间距为180 m，同时硫化两个接头；胶带展放在旧胶带输送机机尾后，需用慢速绞车牵引新胶带进行展放、硫化；展放过程中，绞车采用辊子滚动牵引。

2.2.2 新胶带入机通道布置

因新带展放距新机尾约300 m，为减少胶带摩擦阻力及保护胶带，在已硫化胶带垛中部设简易导向滚，导向滚至旧胶带输送机机尾段约160 m范围内设拖带辊，在旧胶带输送机后200 m范围内安装H架以及托辊，形成新带进机通道。

1) 在已硫化胶带垛中部设简易导向滚。简易导向滚布置在已硫化垛中部布置1个，固定导向滚需安装2根45号工字钢(5 m/根)立柱及斜撑，立柱底埋入巷道底板深度0.5 m，立柱顶采用顶板打锚索挂设固定，向机头方向在导向滚受力点架设2根不小于D200 mm圆木斜撑，游动导向滚需布置1根长为5 m的D325 mm×10 mm无缝钢管作为轴，轴外套1根长1.5 m的D377 mm×10 mm无缝钢管两边加装法兰作为游动滚使用。为使轴与滚转动灵活，需在轴上涂抹黄油以减少摩擦阻力。

2) 安装拖带辊。托带辊安装在简易导向滚与旧胶带输送机尾后方的履带出带机(此履带出带机将新带向旧机尾方向牵引)之间160 m范围内，使胶带尽可能不与下层胶带接触以减少摩擦阻力，托带辊间距为20 m，固定拖带辊采用D133 mm×6 mm的无缝钢管凿梁窝固定在巷道侧帮作为轴，埋入深度为0.3 m，托带辊采用1根4 m长的D159 mm×6 mm无缝钢管，套在轴外，使轴与辊转动灵活，需在轴上涂抹黄油以减少摩擦阻力。

3) 延长段上胶带的挂设。因已硫化展垛的胶带距离旧机尾较远，需在已硫化展垛胶带的前端联巷处安装1台20 t的履带牵引机，在旧胶带输送机机尾后30 m处设置慢速绞车，利用该绞车牵引履带牵引机吐出的新带头通过牵引至旧机尾处。

2.3 施工工艺流程

施工工艺流程：旧机尾拆除—更换胶带及延长段胶带挂设—调试。

1) 旧机尾拆除。待胶带机处于停运状态，将张紧装置滚筒用2个10 t手拉葫芦向机尾方向牵引固定，使胶带处于松弛状态，在旧机尾滚前约30 m处将旧带断开，与新硫化连接。旧机尾利用顶板起吊点挂设2个5 t手拉葫芦将旧机尾滚筒及机尾架拆除后，放置在巷道侧帮不影响换带工作的地方，同步固定履带出带机和自动卷带装置。

2) 更换胶带。履带出带机夹持下层胶带出胶带机，经卷带装置成卷后打包用矿运输车辆移出(旧带成卷约100 m)。将旧带拉完后，履带出带机继续牵引，直至新带更换完毕。拆除履带出带机，卷带装置后，恢复此处的中间架，H架安装时，需利用顶部起吊点挂设吊带及手拉葫芦将下层胶带吊起，满足安装H架高度。将上托带辊拆除后，使胶带放到上托辊上面，最后进行接头的闭合硫化。

3) 张紧调试。确定张紧位置后，进行胶带合环调试，换带工作完成。

3 现场应用效果

方案实施后，仅用3 d就将6 270 m胶带全部更换完毕，而传统使用低速绞车更换的方法需要停产6 d才能换完，与传统方法相比，新方法节约了3 d的有效生产时间，换带的效率提升了50%；使用履带出带机结合配合自动卷带装置回收旧胶带更为便捷，既避免了绞车牵引换带造成的胶带损伤，减少了传统换带造成的安全风险，又降低了回收旧带的人工作业强度，总体节约用工30%.按胶带输送机实际运煤量2 000 t/h、每日生产时间为20 h计算，可增加原煤产量为2 000×20×3=12万t，按照每吨原煤利润200元计算，为矿井创造经济效益为120 000×200=2 400万元。

4 结 语

该换带工艺实施后，可为矿井节约3 d有效生产时间，创造经济效益2 400万元；可提升胶带换带效率50%，总体节约用工30%；同时可有效避免传统绞车牵引换带方法造成的胶带损伤，又降低了回收旧带的人工作业强度，减少了传统换带造成的安全风险，且具有较强的可操作性，在同类条件下具有较大的推广价值。