一、提出課題的背景
1、課題的提出
隨著煤礦現(xiàn)代化礦井的迅速發(fā)展，千萬噸特大型煤礦近年來不斷投產(chǎn)，隨著礦井年產(chǎn)量的增加，井下運(yùn)輸系統(tǒng)及設(shè)備向大功率、大提升能力、高速度方向發(fā)展，各種高效設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在生產(chǎn)過程中，皮帶屬于按周期易磨損，需經(jīng)常更換的易損部件。由于目前煤礦煤層賦存狀況的限制，斜井井筒通常接近千米，皮帶自重大、噸位高，皮帶展放作業(yè)危險(xiǎn)性大，周期長(zhǎng)、影響所導(dǎo)致的停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。
我公司成立70年，從1978年第一代煤礦強(qiáng)力膠帶機(jī)開始，公司已走過了40多年的膠帶安裝和更換工作，在幾代技術(shù)人員和作業(yè)工人的努力下，不斷總結(jié)和改變膠帶機(jī)的安裝經(jīng)驗(yàn)，充分利用現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)和科技發(fā)展的成果，總結(jié)掌握了一套串接變頻拖動(dòng)控制，采用變頻控制器，串接膠帶履帶出帶機(jī)牽引電機(jī)，將安裝的膠帶穿過制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)滾筒，實(shí)現(xiàn)了高效、安全的施工，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多速度提升的要求，解決了目前安裝更換膠帶施工中的周期長(zhǎng)、施工速度慢的現(xiàn)狀，加速了安裝的進(jìn)程，縮短了施工周期。
2、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)中，國(guó)內(nèi)千萬噸礦井有26處，單井年產(chǎn)千萬噸以上礦井18處，斜井皮帶長(zhǎng)度超過千米的也為數(shù)不少,傳統(tǒng)的膠帶安裝環(huán)節(jié)中，展放膠帶是一項(xiàng)危險(xiǎn)程度高、周期長(zhǎng)，臨時(shí)布設(shè)的措施機(jī)械臺(tái)數(shù)多的重要工程，在斜井下放安裝膠帶時(shí)，要定制重型特殊回柱絞車，分段導(dǎo)換、接力環(huán)節(jié)較多、施工速度慢，定制重型絞車設(shè)備搬運(yùn)工作量大，配件損壞難以配換，設(shè)備閑置時(shí)間長(zhǎng)，利用率不高。由于絞車運(yùn)行為工頻運(yùn)行，為齒輪換檔兩檔固定調(diào)速，停止、起動(dòng)時(shí)，加速度大，啟、停牽引工作時(shí)受到的沖擊力大，易造成牽引系統(tǒng)瞬間受力出現(xiàn)超載峰值，涉及安全隱患。
3、擬解決的主要問題
基于以上情況，我們經(jīng)過多次工程實(shí)施后，總結(jié)出該施工工藝，該工藝操作簡(jiǎn)便，成本低，效果明顯，可有效解決礦山膠帶的安裝施工，達(dá)到了效率高、易于操作、安全可靠的施工目的。
本工法著重解決膠帶展放時(shí)的牽引和下放制動(dòng)兩要施工工藝中的加速度及無級(jí)變速問題，發(fā)揮變頻技術(shù)的無級(jí)調(diào)整特有功能，實(shí)現(xiàn)啟、停平緩，并獲得小的加速度，可控性好，操作簡(jiǎn)單，安全性能優(yōu)勢(shì)突出，滿足大牽引力、大噸位連續(xù)下放皮帶的問題。
4、本工法適用于煤礦、冶金、等膠質(zhì)皮帶，輸送機(jī)的膠帶更換。
二、工法特點(diǎn)
1、本工法先安裝膠帶的拖動(dòng)及制動(dòng)設(shè)備，將所有設(shè)備安裝完成，采用變頻控制器，串接膠帶履帶出帶機(jī)牽引電機(jī)，充分利用變頻無級(jí)調(diào)速、獲取啟、停時(shí)小的加速度、運(yùn)行中無級(jí)變速的功能。將安裝或更換的膠帶穿過制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)滾筒，加裝一部同步安全保護(hù)制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)皮帶安裝或更換連續(xù)作業(yè)，快速完成皮帶更換作業(yè)。
2、節(jié)省時(shí)間，減少眾多臨時(shí)措施設(shè)備。
3、操作簡(jiǎn)單、安全可靠、設(shè)備調(diào)速可靠。
皮帶安裝示意圖
三、工法的關(guān)鍵技術(shù)
1、關(guān)鍵技術(shù)
利用履帶膠帶出帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，串接變頻電氣拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)拖拉膠帶的更換時(shí)加速度及無級(jí)變速問題，發(fā)揮變頻技術(shù)的無級(jí)調(diào)整特有功能，實(shí)現(xiàn)啟、停平緩，并獲得小的加速度，可控性好，操作簡(jiǎn)單，安全性能優(yōu)勢(shì)突出，滿足大牽引力、大噸位連續(xù)下放皮帶的問題。
實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)動(dòng)力平穩(wěn)，無級(jí)調(diào)速，作業(yè)工序簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，易于操作、安全可靠。
2、工藝流程
工藝流程：施工前期準(zhǔn)備→硫化舊膠帶與新膠帶形成整體→選取退帶位置→布設(shè)履帶機(jī)→安設(shè)皮帶安全逆止裝置→調(diào)整設(shè)定運(yùn)行頻率→開動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)裝置→導(dǎo)換膠帶→切斷舊膠帶→合新膠帶接頭。
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工藝原理
膠帶更換施工時(shí)，利用變頻器拖動(dòng)特性中的無級(jí)調(diào)速功能和低速運(yùn)行特性，充分利用履帶出帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，將舊膠帶與新膠帶硫化一起，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，緩慢運(yùn)行，將需要更換的舊膠帶導(dǎo)出，從而完成膠帶日常更換工作。
四、總體性能指標(biāo)
目前國(guó)內(nèi)外煤炭領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平，宏遠(yuǎn)公司機(jī)電安裝專業(yè)隊(duì)伍集團(tuán)公司內(nèi)為首家專業(yè)安裝單位。
五、操作要點(diǎn)
1、根據(jù)施工中更換的膠帶參數(shù)，準(zhǔn)備好新膠帶，根據(jù)等強(qiáng)原則進(jìn)行新舊膠帶的硫化搭接，與舊膠帶形成一整體。
2、檢查變頻拖動(dòng)的串接情況，拆除對(duì)輪蛇簧，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)、檢查調(diào)速可控性及部件的完好性。
3、檢查履帶膠帶出帶機(jī)的壓帶壓力，保證滿足摩擦牽引力，對(duì)輸送機(jī)全線情況，急停及沿線通訊試驗(yàn)。
4、關(guān)鍵技術(shù)控制，變頻拖動(dòng)是本工法牽引的重要工藝環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格計(jì)算牽引速度和牽引力。
5、牽引設(shè)備安裝完成，進(jìn)行檢查驗(yàn)收，不合格不得使用。
六、材料與設(shè)備
履帶出膠帶機(jī)、變頻器、滑輪、鋼絲繩、索具等。
七、質(zhì)量控制
1、質(zhì)量目標(biāo)：合格
2、質(zhì)量保證體系、質(zhì)量組織機(jī)構(gòu)圖、質(zhì)量控制程序
3、質(zhì)量控制檢測(cè)程序
質(zhì)量預(yù)控及檢測(cè)是保證工程質(zhì)量的一個(gè)重要手段。項(xiàng)目經(jīng)理部從施工圖紙到工程開始，經(jīng)圖紙會(huì)審，編制施工組織設(shè)計(jì)，分項(xiàng)分部工程質(zhì)量評(píng)定，單位工程質(zhì)量評(píng)定，竣工驗(yàn)收，直至竣工后服務(wù)，每一道環(huán)節(jié)都由專人負(fù)責(zé)，專人檢查，專人評(píng)定，層層把關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行。同時(shí)接受業(yè)主及監(jiān)理公司的監(jiān)督及政府質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)—工程質(zhì)量監(jiān)督站的指導(dǎo)和監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量一次成優(yōu)的目標(biāo)。
做好超前技術(shù)準(zhǔn)備工作，認(rèn)真做好圖紙自審、會(huì)審工作，認(rèn)真、細(xì)致的做好分部分項(xiàng)工程施工前的技術(shù)交底工作，做到技術(shù)措施有交底，施工操作有標(biāo)準(zhǔn)，消除通病有對(duì)策，將問題解決在施工前。
加強(qiáng)工程施工全過程的質(zhì)量監(jiān)控，積極開展工程預(yù)想活動(dòng)。本工程為井下機(jī)電安裝工程，皮帶下放和接頭硫化為施工的控制重點(diǎn)，我們將認(rèn)真研究工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，制定專項(xiàng)技術(shù)措施，并負(fù)責(zé)落實(shí)執(zhí)行，從材料采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、施工過程檢查、工序驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)予以全過程控制，保證工程質(zhì)量。
在工程施工中，做到防患于未然。嚴(yán)格工序管理，實(shí)行“工序操作掛牌制”、“三檢制”，加強(qiáng)工序間銜接的控制加強(qiáng)各種交叉施工的質(zhì)量控制，提高一次性驗(yàn)收合格率。避免返工，同時(shí)也提高自我控制的意識(shí)和能力。建立工程檔案，實(shí)行工程質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制。
實(shí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化制度，明確標(biāo)準(zhǔn)，樣板引路，增強(qiáng)可操作性。
嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。原材料的質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量，項(xiàng)目經(jīng)理部嚴(yán)格按照我單位的《采購(gòu)程序》、《進(jìn)貨檢驗(yàn)和試驗(yàn)程序》以及《不合格品控制程序》執(zhí)行，做到原材料、成品、半成品進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、驗(yàn)“證”，使用前對(duì)于需要檢驗(yàn)和試驗(yàn)的材料按批量進(jìn)行抽檢試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可使用，在材料從應(yīng)和使用過程中，必須做到“四驗(yàn)”“三把關(guān)”。即“驗(yàn)規(guī)格、驗(yàn)品種、驗(yàn)數(shù)量、驗(yàn)質(zhì)量”?！安牧向?yàn)收人員把關(guān)，技術(shù)質(zhì)量試驗(yàn)人員把關(guān)。操作人員把關(guān)以保證用于本工程上的各種材料均是合格優(yōu)質(zhì)的材料。
4、技術(shù)管理措施
積極采用新技術(shù)、新工藝、新材料等來改進(jìn)施工工藝，提高工程質(zhì)量，把施工技術(shù)提高到一個(gè)新水平。
現(xiàn)場(chǎng)的各種機(jī)具設(shè)備按規(guī)定周期進(jìn)行校驗(yàn)，確保設(shè)備完好、可靠。要經(jīng)常檢查設(shè)備的使用情況并及時(shí)做好記錄。
認(rèn)真、及時(shí)、細(xì)致地做好施工技術(shù)資料的收集、整理工作，做到真實(shí)、齊全、整潔、與施工同步、符合有關(guān)要求，并設(shè)專職資料員負(fù)責(zé)。
八、安全措施
1、安全目標(biāo)：不發(fā)生死亡事故、重傷事故，減少輕傷事故。
其中安全指標(biāo)：杜絕重大傷亡事故，一般事故率在0.5‰以下。
消防管理目標(biāo)：無火災(zāi)事故，杜絕消防隱患。
2、安全保證體系
3、安全生產(chǎn)責(zé)任制
（1）項(xiàng)目經(jīng)理：全面負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全部署，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)。
（2）項(xiàng)目副經(jīng)理：直接對(duì)安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)，并督促安排各項(xiàng)安全生產(chǎn)工作，隨時(shí)檢查。
（3）項(xiàng)目部工程師：主持制定工程項(xiàng)目的安全技術(shù)措施和各分項(xiàng)工程的安全方案，督促安全措施落實(shí)，解決施工過程中的不安全的技術(shù)問題。
（4）安全負(fù)責(zé)人：督促施工全過程的安全生產(chǎn)，糾正違章，配合有關(guān)部門排除施工不安全因素，組織安全活動(dòng)及安全教育，監(jiān)督勞防用品的發(fā)放和使用。
（5）機(jī)電負(fù)責(zé)人：保證所使用的各類機(jī)械的安全使用，監(jiān)督機(jī)械操作人員持證遵章作業(yè)，并對(duì)安全用電進(jìn)行檢查。
（6）勞資負(fù)責(zé)人：保證進(jìn)場(chǎng)施工人員的安全技術(shù)素質(zhì)，控制加班加點(diǎn)，保證勞逸結(jié)合。
（7）消防負(fù)責(zé)人：保證防火設(shè)備設(shè)施的齊全、合格。消滅火災(zāi)隱患，對(duì)每天動(dòng)火區(qū)域記錄在冊(cè)，開具動(dòng)火證，組織建立現(xiàn)場(chǎng)消防隊(duì)和日常消防工作。
（8）施工工長(zhǎng)：負(fù)責(zé)上級(jí)安排的安全工作的實(shí)施，進(jìn)行施工前安全交底工作，監(jiān)督并參與班組的安全學(xué)習(xí)。
（9）醫(yī)務(wù)人員：及時(shí)醫(yī)治各種疾病，保證施工人員的身體健康，對(duì)突發(fā)性安全事故，采取一定的應(yīng)急措施。
（10）其它部門：財(cái)務(wù)部門保證用于安全生產(chǎn)上的經(jīng)費(fèi)；后勤、行政部門保證工人的基本生活條件，保證工人健康；材料部門采購(gòu)合格的用于安全及勞防的產(chǎn)品和材料。
4、施工階段安全管理措施
（1）建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定項(xiàng)目部管理目標(biāo)，確定安全生產(chǎn)人，并將安全生產(chǎn)目標(biāo)分解到各班組。
（2）建立安全保證體系，配備專職安全員，并與施工班組簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任狀，制定安全生產(chǎn)、文明施工承包指標(biāo)。
（3）建立安全教育制度，對(duì)入場(chǎng)工人進(jìn)行安全意識(shí)及紀(jì)律的教育，并按工種劃分對(duì)其進(jìn)行技術(shù)規(guī)程操作教育，使進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的每一員工都懂得安全的重要性，并掌握一定的操作技術(shù)。每天進(jìn)行班前教育，每周召開安全會(huì)議，天天講安全，時(shí)時(shí)抓安全。
（4）嚴(yán)格實(shí)行持證上崗制度，配備專職施工機(jī)械操作人員，并對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)，做好交底工作。
（5）嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)場(chǎng)設(shè)備報(bào)驗(yàn)制度，辦理設(shè)備安裝試運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)收手續(xù)。
（6）購(gòu)置的安全防護(hù)用品必須有廠家合格證，并應(yīng)有安全部門的鑒定意見，經(jīng)項(xiàng)目安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人認(rèn)可后方準(zhǔn)發(fā)放使用。
（7）建立安全檢查制度，加強(qiáng)違章操作管理，重視安全防護(hù)設(shè)施的檢查維護(hù)，保證防護(hù)設(shè)施的有效性，重視機(jī)械設(shè)備的檢查保養(yǎng)，重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用電，用火的管理。
九、效益分析
煤礦斜井輸送機(jī)強(qiáng)力膠帶展放施工使用變頻履帶出帶機(jī)施工工法，大大縮短了膠帶更換的工期，與傳統(tǒng)的方法相比，使工程提前三天完成并達(dá)到一次試車成功，按輸送機(jī)每天運(yùn)轉(zhuǎn)20小時(shí)，煤礦目前日生產(chǎn)能力30000噸計(jì)算，噸煤利潤(rùn)10元，則創(chuàng)價(jià)值90萬元。
十、應(yīng)用實(shí)例
我公司曾采用本工法在2017年東周窯礦斜井、同忻礦主斜井使用后進(jìn)行了總結(jié)和改進(jìn)，2018年、2019年分別在燕子山礦主斜井，晉華宮礦主斜井等使用后，工法成熟，具有可操作性，運(yùn)用可靠，獲得了業(yè)主和專業(yè)人士的好評(píng)，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
