矿用带式输送机清扫装置优化改进

张红锁

（山西焦煤霍州煤电店坪煤矿，山西 吕梁 033102）

1 概述

店坪煤矿隶属霍州煤电集团吕梁山煤电公司，3021 巷位于三采区中部，巷道从东部皮带巷开口施工，西部为实煤区，南部为302 工作面回采煤层，北部为3031 巷。

3021 巷沿3#底板掘进，巷道掘进长度为1400 m，断面规格为宽×高=4.0 m×3.0 m。3021 巷采用EBZ200 型掘进机掘进，单茬掘进深度为1.0 m。巷道内安装一部SSJ-100 型带式输送机，机尾安装6 节双轨，转载机机头通过游动车与轨道活动连接，机头与盘区带式输送机搭接，机头打架后方安装8节伸缩装置，主要用于输送机储带、皮带延伸等。SSJ-100 型带式输送机最大运输量为250 t/h，时速为3.0 m/s，输送机采用40 kW 双电机驱动，单部输送机设计最大运输行程为800 m。

2 带式输送机运输现状及问题分析

2.1 原清煤装置结构及安装位置

1）3021 巷带式输送机运输过程中在机头及输送机中部分别安装清煤装置，对输送带表层附着的煤泥进行清理。机头安装一套重锤式清煤装置，主要对带式输送机上输送带煤泥进行清理；每隔200 m 在下输送带上表面安装一套V 型清带器，主要对下输送带上表面煤泥进行清理。

2）重锤式清带器安装在卸载滚筒下方，主要由U 型固定架、清煤皮带、重锤等部分组成。U 型固定架固定在卸载滚筒两侧，清煤皮带安装在固定架中部，通过重锤吊压作用与卸载滚筒下方皮带接触，从而实现清煤作用。V 型清带器主要由V 型钢架和清煤皮带组成，V 型架安装在H 架腿两侧。

2.2 输送机清煤现状

由于3021 巷掘进的3#煤层属于石炭系煤层，煤体稳定性差，结构复杂，掘进机破煤后煤体破碎严重，在掘进机以及巷道喷雾降尘作用下，原煤中含水率高，煤流中存在大量煤泥，并吸附在输送带表层上。通过现场观察发现，输送带上表层附着煤泥量比下表层大且清理难度大。

3021 巷在前期掘进过程中带式输送机受煤泥影响，输送机出现严重打滑、跑偏现象，发生4 起输送带跑偏撕带事故，1 起输送机电机烧毁事故，直接经济损失达17.9 万元。

2.3 原清煤装置主要存在的问题

1）安装数量有限。传统输送机安装的重锤装置结构简单，主要安装在卸载滚筒下方，每部输送机安装一套，安装数量少，适用性差。

2）自动化水平低。传统重锤式清煤装置只能对输送带煤泥清理，清理后煤泥需人工清理，人工清理煤泥工作量大，装置整体自动化水平低。

3）清煤效果差。重锤清煤装置利用重力作用使清煤皮带与输送带接触实现清煤，但是清煤皮带长期磨损下与输送带间存在间隙，降低了清煤效果；而且清煤皮带磨损到一定程度时清煤皮带固定钢板很容易与输送带接触，对输送带产生磨损破坏。

3 带式输送机清扫装置优化改进

为了解决传统重锤式清扫装置存在的主要问题，提高带式输送机清煤效果，店坪煤矿对3021巷带式输送机清煤装置进行优化改进，设计了一套具有集尘功能的自动清煤装置[1-5]。

3.1 自动清煤装置结构

1）优化后的清煤装置主要由固定架、清煤刷、进料装置、箱体、高压喷雾装置以及集控系统等部分组成，如图1。

图1 带式输送机集尘过滤清煤装置结构示意图

2）固定架采用直径为30 mm 圆钢焊制成“L”型结构，每组两个且对称固定在带式输送机上托管架下方。在固定架两侧分别安装滑环、让压弹簧、调节螺母，在两个滑环之间焊接安装一个清煤刷。清煤刷采用橡胶材质，与下输送带下表面接触。

3）在两个“L”型固定架中部安装一个进料口，进料口上部为圆形、下部为锥形，进料口直径0.8 m。在进料口处安装一块直径为0.8 m 筛板，筛板采用钢板焊制而成，筛板表面焊制若干个直径为5 mm圆孔，主要用于阻挡大块矸石进入金属箱体内。

4）箱体主要采用钢板焊制而成，箱体规格为长×宽×高=0.5 m×0.5 m×0.8 m，箱体中部安装过滤板将箱体分为集尘箱和集水箱。过滤板采用过滤棉结构，主要对煤泥水进行过滤。可通过箱体调节杆调整过滤板斜角，斜角调节范围为15°～45°。箱体右侧布置一个卸料口。

5）在集水箱底部安装一台风动潜水泵，通过高压胶管与安装在清煤刷前方0.5 m 处高压喷雾装置连接，高压喷雾装置主要由中空喷雾固定架和高压喷头等组成。高压胶管与中空喷雾固定架连接，高压喷头安装在固定架上，共计8 个高压喷头。

6）集控系统主要由浮球水位监测仪（1#）、PLC 控制器、电控阀门等组成。浮球水位监测仪安装在箱体底部，主要监测低水位，监测水位高度为0.2 m。水位监测仪、电控阀门分别与PLC 控制器连接。

3.2 清煤工作原理

1）自动清煤装置安装后清煤刷与输送带下表面处于接触状态，当带式输送机运转时清煤刷能够及时对输送带表面煤泥进行清理，同时通过联锁控制作用，输送机开启后电控阀门打开，风动水泵开启对高压喷雾装置供水，喷雾装置对皮带表面洒水，一方面起到降尘作用，另一方面对皮带表面进行清洗，增加清煤效果。

2）清理后的煤泥水经过筛板将大块煤矸石进行分离，分离后的煤泥水进入集尘箱后经过过滤板过滤作用，煤泥堆积在过滤板上，过滤后的水流再次进入集水箱内。当过滤板上堆积一定量煤泥时在重力作用下通过卸料口排出至指定清煤地点。

3）当集水箱内水位降到最低水位时通过1#浮球水位监测仪监测后对PLC 控制器发出低水位信号，通过控制器控制作用及时关闭电磁阀门，停止对风动水泵供风，喷雾洒水装置停止工作。

4 自动清煤装置优缺点及应用效果

4.1 装置优缺点

1）装置结构简单。该装置结构相对简单，生产成本费用低，整套装置成本费用不足0.24 万元，装置安装、维护方便，可在输送机不同位置进行安装，实用性强。

2）对输送带磨损小。自动清煤装置采用柔性刷把与输送带接触清煤，刷把对输送带磨损小，当清煤刷完全磨损后通过限位块限位作用防止清煤刷底座磨损皮带，解决了传统重锤清煤装置对输送带磨损严重，甚至出现撕带等技术难题。

3）清煤效果好。清煤刷相比传统清煤皮带清煤面积大，清煤刷出现磨损后通过让压弹簧能够使清煤刷始终与输送带接触，而且安装喷雾洒水后能够对皮带表面进行清洗，装置清煤效果好。

4）人工清煤强度小。自动清煤装置清煤后通过过滤板过滤作用将煤泥堆积在过滤板上，并通过调节过滤板角度实现堆积煤泥自卸至指定地点，从而降低了人工清煤作业强度，提高了人工清煤安全系数。

4.2 实际应用效果分析

店坪煤矿对3021 巷带式输送机取消了机头重锤式清煤装置，对输送机安装了两套自动清煤装置，第一套安装在距机头35 m 处（伸缩架后方），第二套安装在机身中部，通过3 个月实际应用效果来看，自动清煤装置应用效果好，未出现一起因输送带附着煤泥跑偏、打滑造成输送带撕带以及电机烧毁事故，设备维修费用减少16 余万元。

5 结语

店坪煤矿通过对3021 巷带式输送机清煤装置优化后安装一套自动清煤装置，通过实际应用效果来看，优化后的清煤装置具有集尘、清洗、自动控制等功能，提高了清煤自动化水平，装置可适用于不同型号的带式输送机，起到了预期清煤效果。