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)危險性大，周期長、影響所導(dǎo)致的停產(chǎn)時間長。
我公司成立70年，從1978年第一代煤礦強力膠帶機開始，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)和改變膠帶機的安裝經(jīng)驗，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控制，采用變頻控制器，串接膠帶履帶出帶機牽引電機，將安裝的膠帶穿過制動、驅(qū)動滾筒，實現(xiàn)了高效、安全的施工，同時實現(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、施工速度慢的現(xiàn)狀，加速了安裝的進程，縮短了施工周期。
2、國內(nèi)外現(xiàn)狀
目前國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中，國內(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，展放膠帶是一項危險程度高、周期長，臨時布設(shè)的措施機械臺數(shù)多的重要工程，在斜井下放安裝膠帶時，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)備搬運工作量大，配件損壞難以配換，設(shè)備閑置時間長，利用率不高。由于絞車運行為工頻運行，為齒輪換檔兩檔固定調(diào)速，停止、起動時，加速度大，啟、停牽引工作時受到的沖擊力大，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)過多次工程實施后，總結(jié)出該施工工藝，該工藝操作簡便，成本低，效果明顯，可有效解決礦山膠帶的安裝施工，達到了效率高、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的牽引和下放制動兩要施工工藝中的加速度及無級變速問題，發(fā)揮變頻技術(shù)的無級調(diào)整特有功能，實現(xiàn)啟、停平緩，并獲得小的加速度，可控性好，操作簡單，安全性能優(yōu)勢突出，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，輸送機的膠帶更換。
二、工法特點
1、本工法先安裝膠帶的拖動及制動設(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牽引電機，充分利用變頻無級調(diào)速、獲取啟、停時小的加速度、運行中無級變速的功能。將安裝或更換的膠帶穿過制動、驅(qū)動滾筒，加裝一部同步安全保護制動器，實現(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)省時間，減少眾多臨時措施設(shè)備。
3、操作簡單、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的驅(qū)動裝置，串接變頻電氣拖動，實現(xiàn)拖拉膠帶的更換時加速度及無級變速問題，發(fā)揮變頻技術(shù)的無級調(diào)整特有功能，實現(xiàn)啟、停平緩，并獲得小的加速度，可控性好，操作簡單，安全性能優(yōu)勢突出，滿足大牽引力、大噸位連續(xù)下放皮帶的問題。
實現(xiàn)拖動動力平穩(wěn)，無級調(diào)速，作業(yè)工序簡單、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→安設(shè)皮帶安全逆止裝置→調(diào)整設(shè)定運行頻率→開動變頻驅(qū)動裝置→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，利用變頻器拖動特性中的無級調(diào)速功能和低速運行特性，充分利用履帶出帶機的驅(qū)動裝置，將舊膠帶與新膠帶硫化一起，開動驅(qū)動系統(tǒng)，緩慢運行，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)
目前國內(nèi)外煤炭領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平，宏遠公司機電安裝專業(yè)隊伍集團公司內(nèi)為首家專業(yè)安裝單位。
五、操作要點
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)等強原則進行新舊膠帶的硫化搭接，與舊膠帶形成一整體。
2、檢查變頻拖動的串接情況，拆除對輪蛇簧，進行試運轉(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的壓帶壓力，保證滿足摩擦牽引力，對輸送機全線情況，急停及沿線通訊試驗。
4、關(guān)鍵技術(shù)控制，變頻拖動是本工法牽引的重要工藝環(huán)節(jié)必須嚴格計算牽引速度和牽引力。
5、牽引設(shè)備安裝完成，進行檢查驗收，不合格不得使用。
六、材料與設(shè)備
履帶出膠帶機、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)量組織機構(gòu)圖、質(zhì)量控制程序
3、質(zhì)量控制檢測程序
質(zhì)量預(yù)控及檢測是保證工程質(zhì)量的一個重要手段。項目經(jīng)理部從施工圖紙到工程開始，經(jīng)圖紙會審，編制施工組織設(shè)計，分項分部工程質(zhì)量評定，單位工程質(zhì)量評定，竣工驗收，直至竣工后服務(wù)，每一道環(huán)節(jié)都由專人負責(zé)，專人檢查，專人評定，層層把關(guān)，嚴格執(zhí)行。同時接受業(yè)主及監(jiān)理公司的監(jiān)督及政府質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)—工程質(zhì)量監(jiān)督站的指導(dǎo)和監(jiān)督，實現(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，認真做好圖紙自審、會審工作，認真、細致的做好分部分項工程施工前的技術(shù)交底工作，做到技術(shù)措施有交底，施工操作有標(biāo)準(zhǔn)，消除通病有對策，將問題解決在施工前。
加強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。本工程為井下機電安裝工程，皮帶下放和接頭硫化為施工的控制重點，我們將認真研究工程特點和設(shè)計要求，制定專項技術(shù)措施，并負責(zé)落實執(zhí)行，從材料采購、進場檢驗、施工過程檢查、工序驗收等各個環(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。嚴格工序管理，實行“工序操作掛牌制”、“三檢制”，加強工序間銜接的控制加強各種交叉施工的質(zhì)量控制，提高一次性驗收合格率。避免返工，同時也提高自我控制的意識和能力。建立工程檔案，實行工程質(zhì)量終身負責(zé)制。
實行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化制度，明確標(biāo)準(zhǔn)，樣板引路，增強可操作性。
嚴格控制原材料質(zhì)量。原材料的質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量，項目經(jīng)理部嚴格按照我單位的《采購程序》、《進貨檢驗和試驗程序》以及《不合格品控制程序》執(zhí)行，做到原材料、成品、半成品進場驗收、驗“證”，使用前對于需要檢驗和試驗的材料按批量進行抽檢試驗，試驗合格后方可使用，在材料從應(yīng)和使用過程中，必須做到“四驗”“三把關(guān)”。即“驗規(guī)格、驗品種、驗數(shù)量、驗質(zhì)量”。“材料驗收人員把關(guān)，技術(shù)質(zhì)量試驗人員把關(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、新材料等來改進施工工藝，提高工程質(zhì)量，把施工技術(shù)提高到一個新水平。
現(xiàn)場的各種機具設(shè)備按規(guī)定周期進行校驗，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做好記錄。
認真、及時、細致地做好施工技術(shù)資料的收集、整理工作，做到真實、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）項目經(jīng)理：全面負責(zé)施工現(xiàn)場的安全部署，確保施工現(xiàn)場的安全生產(chǎn)。
（2）項目副經(jīng)理：直接對安全生產(chǎn)負責(zé)，并督促安排各項安全生產(chǎn)工作，隨時檢查。
（3）項目部工程師：主持制定工程項目的安全技術(shù)措施和各分項工程的安全方案，督促安全措施落實，解決施工過程中的不安全的技術(shù)問題。
（4）安全負責(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，組織安全活動及安全教育，監(jiān)督勞防用品的發(fā)放和使用。
（5）機電負責(zé)人：保證所使用的各類機械的安全使用，監(jiān)督機械操作人員持證遵章作業(yè)，并對安全用電進行檢查。
（6）勞資負責(zé)人：保證進場施工人員的安全技術(shù)素質(zhì)，控制加班加點，保證勞逸結(jié)合。
（7）消防負責(zé)人：保證防火設(shè)備設(shè)施的齊全、合格。消滅火災(zāi)隱患，對每天動火區(qū)域記錄在冊，開具動火證，組織建立現(xiàn)場消防隊和日常消防工作。
（8）施工工長：負責(zé)上級安排的安全工作的實施，進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：及時醫(yī)治各種疾病，保證施工人員的身體健康，對突發(fā)性安全事故，采取一定的應(yīng)急措施。
（10）其它部門：財務(wù)部門保證用于安全生產(chǎn)上的經(jīng)費；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，對入場工人進行安全意識及紀律的教育，并按工種劃分對其進行技術(shù)規(guī)程操作教育，使進入現(xiàn)場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)。每天進行班前教育，每周召開安全會議，天天講安全，時時抓安全。
（4）嚴格實行持證上崗制度，配備專職施工機械操作人員，并對其進行培訓(xùn)，做好交底工作。
（5）嚴格執(zhí)行進場設(shè)備報驗制度，辦理設(shè)備安裝試運轉(zhuǎn)驗收手續(xù)。
（6）購置的安全防護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)項目安全生產(chǎn)負責(zé)人認可后方準(zhǔn)發(fā)放使用。
（7）建立安全檢查制度，加強違章操作管理，重視安全防護設(shè)施的檢查維護，保證防護設(shè)施的有效性，重視機械設(shè)備的檢查保養(yǎng)，重視對現(xiàn)場用電，用火的管理。
九、效益分析
煤礦斜井輸送機強力膠帶展放施工使用變頻履帶出帶機施工工法，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到一次試車成功，按輸送機每天運轉(zhuǎn)20小時，煤礦目前日生產(chǎn)能力30000噸計算，噸煤利潤10元，則創(chuàng)價值90萬元。
十、應(yīng)用實例
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行了總結(jié)和改進，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，運用可靠，獲得了業(yè)主和專業(yè)人士的好評，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。
