矿用带式输送机清扫装置优化改进

吕晓攀

（晋能控股煤业集团雁崖煤业大同有限公司，山西 大同 037031）

引言

带式输送机是煤矿重要的运输设备，主要通过环形输送带进行物料运输。由于煤矿井下采掘施工过程中受喷雾降尘、顶板淋水等影响，原煤中含水率高，采用输送机进行煤矸运输过程中，大量煤泥附着在滚筒、胶带上，从而导致输送带与滚筒之间的动摩擦力减小，输送带出现跑偏打滑现象，不仅影响着带式输送机正常运输，而且输送机长时间打滑、跑偏时，很容易造成断带等故障。传统带式输送机主要在输送带下方安装清扫装置进行清煤，但是传统清煤装置清煤效果差、能耗高，对输送带磨损严重，达不到预期清理效果，所以本文重点阐述了一种新型带式输送机清扫装置，并进行实际应用。

1 2201 工作面概况

晋能控股煤业集团雁崖煤业公司2201 巷为三盘区山2 号煤层8201 面辅运顺槽，北东部为山2 号层盘区巷，北西部为8202 设计工作面，南东为8206 设计工作面，南西为山2 号煤层可采边界。2201 巷设计长度为1 762 m，断面高×宽=3.6 m×5.2 m，巷道掘进煤层为山2 号煤层，煤体结构简单，预计煤厚总厚为1.99～3.98 m，平均2.71 m，含夹矸1～2 层（0.15～0.4 m）。煤层走向北西，倾向南东，煤层结构简单[1-3]。

2201 工作面采用综合机械化掘进工艺，工作面在掘进过程中采用SSJ-800 型带式输送机进行煤矸运输，截至目前巷道已掘进540 m。巷道在前期掘进过程中由于受掘进机内外喷雾、巷道喷雾降尘以及顶板淋头水等影响，巷道掘进后煤矸内含大量煤泥水，带式输送机在运输过程中，大量煤泥附着在滚筒、输送带以及托辊表面，导致输送机出现跑偏打滑现象。据统计，2201 巷在前期掘进过程中，因输送带跑偏打滑导致输送带断带、电机烧毁共计6 起，经济损失达32.8 万元。

2 带式输送机清扫装置优化

为了弥补带式输送机传统清扫装置主要存在的问题，提高输送机运输效率，决定对原清煤装置进行优化改进。

2.1 设计方案

井下运输过程中应根据输送带宽度设计清扫装置，清扫装置可对带式输送机进行二次清理，当带式输送机在运输煤矸卸载过程中，输送带工作一侧附着大量煤泥，此时采用清扫装置进行清理；若第一次未清理干净或者非工作一侧输送带表面附着煤泥时进行尾部二次清理。

2.2 清扫装置优化设计

优化后的清扫装置主要分为机头及机尾两部分，机头主要对输送带工作一侧煤泥进行清理，机尾主要对非工作一侧输送带表面煤泥进行清理。

2.2.1 机头清扫装置

1）带式输送机清扫装置优化后在机头原清扫装置的基础上安装了一套传统清扫装置，该装置主要由输送带、驱动滚筒、柔性清扫器、卸载滚筒、定位弹簧、定滑轮以及传动带等部分组成，如图1 所示，其中柔性清扫器长度为1.5 m，两端安装托架固定在输送机机架两侧，清扫器一端安装一个定滑轮，定滑轮与清扫器轴承固定，定滑轮采用传动带与卸载滚筒一侧的传动轮环形连接，形成V 型传动机构。当卸载滚筒转动时带动传动轮转动，传动轮转动后通过传动带带动定滑轮转动，定滑轮转动后带动清扫器，从而对输送带表面煤泥进行清理。

图1 优化改进后机头清扫装置结构示意图

2）通过图1 可知，柔性清扫器主要利用表面毛刷对输送带表面煤泥进行有效清理，但是当输送带表面煤泥清理后轻柔清扫器仍处于高速运转中，从而导致毛刷与输送带磨损严重。所以在清扫器上方安装一个定位弹簧，当清扫器磨损量加大时，通过弹簧复位作用，将柔性清扫装置提起，从而保证清扫装置能够与输送带完全接触，保证清扫效果。该装置最大优点是对输送带磨损量小，而且可连续运转，清煤效果好，装置制造简单且维修费用低[4-6]。

2.2.2 机尾清扫装置

1）机头清扫装置主要对输送带工作一侧表面进行清理，但是在实际煤矸运输过程中输送带非工作一侧也会附着大量煤泥，导致输送带出现打滑跑偏现象，所以优化后决定在输送机尾部安装一个内侧双螺杆清扫装置，该装置主要由清煤刷、双向螺杆、滑竿、主动轮、从动轮、导向块、溜煤槽等部分组成，如图2所示。双向螺杆安装在尾滚筒后侧，间距为0.8 m，在双向螺杆与尾滚筒之间安装一个滑竿，滑竿上安装一个清煤刷，清煤刷一端与双向螺杆连接；在尾滚筒与双向螺杆轴承一端分别安装一个主从动轮，并采用传动带连接。

图2 尾滚筒双螺杆清扫装置结构示意图

2）带式输送机在运转时尾滚筒带动主动轮转动，主动轮通过传动带带动从动轮转动，此时双向螺杆旋转，在旋转过程中带动清煤刷周期往返运动，清煤刷在运动过程中对滚筒表面附着的煤泥进行清理；清理下的煤泥通过溜煤槽滑落至输送带两侧，然后人工清理。与传统清煤装置相比，双螺杆清扫装置清煤效果好，对滚筒磨损小且煤矸人工清理安全系数高。

3 技术效果分析

3.1 清扫装置材质选取

为了达到预期清煤效果，且对滚筒、输送带磨损量小，需合理选择清扫装置材质；对于机头清扫装置可采用PVC 材质或聚氨酯材质，清扫器设计为包胶托辊状，在其外表安装荆状结构毛刷，该材质成本费用相对较低，而且具有韧性，不会对滚筒产生严重磨损作用；而尾滚筒清扫装置清扫刷可同样采用PVC或聚氨酯材质，但是清扫刷应根据滚筒曲面半径设计成刷把结构，同时尾滚筒清扫装置中的双螺杆必须动作灵敏可靠，能够及时对清扫刷进行双向螺杆转换，该部件需采用专用磨具浇筑而成，一旦损坏、变形，更换成本费用相对较高。

3.2 装置安装设计技术要求

1）机头清扫装置安装技术要求。在安装机头清扫装置时首先应合理确定安装位置，由于机头在卸载物料时出现震动现象，若清扫装置安装位置离卸载滚筒过近，输送带震动时会影响清煤效果，所以决定将机头清扫装置安装在距卸载滚筒10 m 处。机头清煤装置采用托辊式结构，在安装时应保证清煤装置两端位于同一个水平面上，两端采用固定架固定在机头大架上，定位弹簧必须确保具有足够的复位能力，定期对复位弹簧进行检查，必要时必须及时更换[7-8]。

2）机尾清扫装置安装技术要求。机尾清煤装置安装在上下输送带之间，为了保证安装质量，装置应固定在尾滚筒托架上，装置中清煤刷安装时必须与滚筒垂直布置，清煤刷与尾滚筒表面必须接触，由于该装置清煤刷不具有定位弹簧，在长时间清煤过程中清煤刷出现磨损现象，达不到预期清煤效果，所以必须定期对清煤刷磨损情况进行检查，一旦发现清煤刷磨损严重时必须及时进行更换。

4 结语

2021 年3 月14 日对井下2201 巷SSJ-800 型带式输送机清煤装置进行优化改进。截至2021 年10月，通过7 个月实际应用效果来看，带式输送机清煤装置优化改进后，大大提高了带式输送机运输煤矸稳定性，降低了输送机跑偏、打滑现象，解决了原带式输送机因滚筒、输送带附着煤泥致使输送带跑偏打滑，导致输送带断带、电机烧毁等技术难题，取得了显著应用成效。