鋼繩芯強力膠帶具有強度高、使用壽命長、維護費用低,安全系數高等優點。但同時也存在著重量大、安裝下放困難的特點,特別是使用在井下傾斜運輸巷道時,受現場條件限制,采用常規的更換方法根本無法進行操作,只能根據現場條件研究新的更換方案。協莊煤礦將-550m水平3-1鋼繩芯小強力膠帶安裝中的下放膠帶環節作為一個課題進行攻關。
- 550m水平3-1小強力皮帶機為KZW - 1140/660型鋼繩芯強力膠帶輸送機,長度560m,膠帶輸送機安裝傾角為160,運輸量500t/h,運行速度2.5m/s,電動機功率為3160kW。膠帶為ST1600型鋼絲繩芯強力膠帶,寬度1000mm,原厚度16mm,重量25. 2kg/m。
1、方案提出及優化確定
1.1 第一方案分段下放法
下放下皮帶時,不安裝上托輥,先將所需下放膠帶運至機頭片口,再在機頭片口搭建硫化平臺,拆除三臺驅動裝置逆止器,將第一根皮帶的一頭通過回柱絞車牽引穿過前臺被動滾筒及后臺主、被動滾筒,在后驅動裝置處打一付大板卡控制其下滑速度,靠其自重下滑,滑至機頭片口下方井字架時,再加大板卡一付,控制其下滑速度,當速度突然加快時,緊大板卡進行減速,在膠帶剩余20m時停住,緊好板卡,與第二根皮帶的一頭進行硫化,硫化完成,同樣的方法下放,至第一根皮帶前頭至機尾后10m停止,將底皮帶的后頭抽出主、被動滾筒后疊放在巷道內,安上上托輥,再用同樣方法進行
下放上皮帶的工作。在機頭片口處將底、上膠帶頭進行硫化,完成后,松板卡將多余皮帶松至機尾,將兩皮帶頭進行硫化合茬,拆除板卡及其它障礙物,完成下放工作。
1.2 第二方案 連續快速下放法
具體做法是:在機頭片口處搭建硫化平臺,將所有皮帶硫化成長度差不多的兩根皮帶,疊放在片口處,拆除三臺驅動裝置逆止器。下放下膠帶:用機頭后片口處回柱絞車牽引,將其中一根皮帶的一頭繞過卸載滾筒、卸載后導向滾筒、前臺主、被動滾筒及后臺主、被動滾筒后,后臺主、被動滾筒之間加大板卡,將皮帶卡住預留,卡子的受力程度以皮帶能走為準。用比例閥控制低速倒開皮帶機,下放皮帶,正常驅動直到前頭到機尾后10m為至,用板卡留牢固。將底皮帶的后頭抽出前、后臺主、被動滾筒及卸載滾筒后疊放在巷道內,安上上托輥,開始用同樣的方法下放上膠帶,至皮帶前頭至機尾后10m停止,在機頭片口處將底、上膠帶頭進行硫化,完成后,松板卡將多余皮帶松至機尾,再將機尾兩皮帶頭進行硫化合茬,拆除板卡及其它障礙物。
2、方案比較
第一方案:硫化一根皮帶下放一根,下放安裝完成需要八天左右的時間,施工時間長;下放膠帶時僅靠人工緊板卡進行預留,安全系數較低,操作可靠性低。
第二方案:需要兩天時間就可完成膠帶下放工作,上膠帶、底膠帶下放各一天時間;同時采用倒開皮帶機下放,膠帶本身與滾筒之間有摩擦力,加上板卡的預留,安全系數大大提高。
通過以上比較,決定采用第二個方案——連續快速下放法。
3、方案實施
方案實施分準備及施工兩階段,準備階段主要包括機頭后片口、驅動裝置后回柱絞車的安裝、驅動裝置及電氣系統的安裝以及新膠帶的硫化等,約用30天時間完成。施工階段主要是進行下放膠帶及機頭、機尾兩個接頭的硫化工作,計劃兩天時間完成。
3.1 膠帶更換準備工作
(1)熟悉和審查技術文件和圖紙:設計說明書、設計圖紙、安裝工作施工措施、設備出廠說明書等。
(2)驅動裝置、支架、托輥、開關、電控系統的安裝調試及膠帶硫化平臺的搭建、新膠帶的質儲量具備開采條件;(2)煤質優良,但資源量少,僅有可采儲量4853萬t。因此,井口位置選擇必須盡可能的減少工業場地及地面設施壓煤;(3)井田北邊界為安徽與河南省界,井口位置選擇應盡量避免壓河南省界資源。
根據上述制約井口位置選擇的因素,設計對井口位置提出主要圍繞有利于5—6勘探線以北儲量集中區域合理開采展開。
(1)將井口位置選擇在5~6勘探線以北2勘探線附近,該井口位置位于主要開采塊段儲量中心,且位于馬鞍狀向斜構造軸部,為煤層賦存最低處,水平標高- 615m,位于8煤層底板。位置有利于南北兩翼均衡生產,通風線路短,通風阻力小,且可以盡可能地避免下山開采。但該方案僅工業場地壓煤量就達1281萬t,而且進場公路及鐵路專用線均需壓煤,這對于資源量極少且煤質十分優良的臥龍湖井田來講極不合理;另外,該井口位置初期工程量大、工期長、投資高;首采6煤層平均厚1.1m左右,煤層生產能力小,同采工作面多,工作面接替緊張,穩產條件差,達產工期長。
(2)將井口位置選擇在主要開采塊段南邊界5勘探線附近,水平標高- 535m,位于8煤層底板,火成巖侵蝕北邊界,工業場地壓煤量僅428萬t,且主要壓6.8煤層受火成巖侵蝕嚴重、開采難度較大的塊段;進場公路,鐵路專用線由東進入工業場地,位于火成巖侵蝕區域上方,不壓煤;首采5勘探線以南10煤層平均厚度2.6m,煤層生產能力大,在投產南翼IO煤層工作面的同時,同步準備北一(6~8)采區,達產容易,達產工期短;另外,該井口位置移交工程量省,工期短,投資少,見效快;主要缺點是井口位置偏于主要開采塊段南部,后期形成單翼開采的局面,通風線路較長,通風阻力較大,而且北一塊段需下山開采;但由于主要開采塊段走向長僅5km,通風問題較容易解決。因此,由于該井田資源量少且煤質優良,在保證礦井合理開采做到初期工程量少、工期短、投資省、見效快的同時,設計應盡可能地減少煤炭資源損失,提高煤炭回收率,充分發揮優質煤炭資源開采效益的設計原則;設計推薦將井口位置選擇在5勘探線附近。