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摘要：针对井下皮带机运行过程中容易出现皮带打滑，进而影响运料的问题，阐述皮带打滑的机理，分析井下皮带打滑现象发生的原因，并提出解决井下皮带打滑问题的相应处理措施，以期提高井下皮带机的运行效率。
关键词：井下皮带机;打滑原因;治理措施
引言
井下皮带机因为具有安装方便、运输距离长和运输能力强的优势，目前被很多煤矿企业所应用，不过实际运行中容易出现皮带打滑问题，进而导致滚筒发热，在长时间摩擦下会降低皮带和滚筒之间的摩擦力，影响皮带机的寿命。井下皮带机容易打滑且使用寿命低下，会影响井下的正常生产和企业的成本投入，不利于煤矿企业的健康发展。井下皮带机打滑主要受预紧力、摩擦力系数和皮带绕滚筒所形成的包角等因素的影响，如何降低打滑问题的发生概率，也成为了很多煤矿企业重点考虑的问题。
1皮带打滑的机理分析
当前井下皮带机在工作时主要利用摩擦力作为动力使皮带完成驱动。当皮带机处于静止状态时，皮带受到的力为初始力F0，且皮带紧贴在两个滚筒上；当皮带机工作时，输送带在驱动滚筒绕入点上的张力变为F1，在绕出点上的张力为F2，具体如图1所示。皮带所受到的摩擦力：F摩=F1-F2.（1）根据欧拉公式：F1≤F2eμα.（2）式中：F1为皮带在绕入滚筒时受到的拉力；F2为皮带在绕出滚筒时受到的拉力；μ为皮带和滚筒之间摩擦力的系数；α代表皮带绕滚筒时所形成的包角。因为皮带在转动时总长度不变，所以松边拉力的减小量应等于紧边拉力的增加量，即：F1-F0=F0-F2.（3）根据式（1）—式（3）可以整理出滚筒提供给皮带的最大摩擦力为：F摩=F1-F2=F2eμα-F2=F2（eμα-1）=2F0（1-1/eμα）/（1+1/eμα）.（4）结合式（4）可以得出，影响皮带和滚筒之间的摩擦力因素主要有以下三点，分别是预紧力F0、摩擦力系数μ和皮带绕滚筒所形成的包角α。当这三个重要因素发生变化时，就会影响到摩擦力降低，不能提供皮带运输机足够的拉力，致使打滑问题出现[1]，如图1所示。
2井下皮带机皮带打滑问题的原因分析
2.1皮带摩擦系数降低
煤矿在井下开采时，受到内部作业环境复杂的影响，实际在开采工作中顶板在运行时间过长后，会出现一定程度的漏水问题，且巷道积水过多下还可能导致井下皮带沾水处于湿润状态，在这种情况下会使皮带和滚筒发生相互作用，导致两者之间的摩擦系数不断降低，最终在皮带摩擦力不足下无法提供有效的传递拉力，出现打滑问题。
2.2皮带预紧力降低
在煤矿巷道的挖掘过程中，前进的距离每次保持在6m左右，这便需要皮带机的末端要随着巷道的前进而移动，相关的技术人员需要在某个部位将皮带进行拆解，然后接上一段新的皮带，保证皮带机末端在移动后，依然使皮带的距离满足运行的需要。当接完新皮带后，还需要提高预紧力，在皮带机头部位拉紧皮带，使其预紧力满足皮带机的运行需要。不过皮带的拉紧一般需要人工进行操作，容易在操作不当中减低皮带的预紧力，且在皮带有着容易松弛的特点下，会加大打滑问题的出现概率。
2.3皮带绕滚筒形成包角变小
由于煤矿井下煤层的坡度变化较大，且皮带机头位于坡度变化较大的地方，所以皮带绕滚筒而成的包角容易变小，进而出现打滑问题。具体而言，皮带在处于静止状态下，会紧贴皮带架上，在实际运行中下部的皮带在滚筒作用下不会产生角度变化，而上部分的皮带会在滚筒的拉力下，使皮带飞出皮带架，进而使皮带绕滚筒而成的包角逐渐变小，最后出现打滑问题。此外，在皮带机端部，受到煤尘和灰尘的影响和长时间未检修的影响，会加剧皮带机内部零件的老化，进而容易出现皮带打滑问题[2]。
3井下皮带机皮带打滑问题的处理措施
3.1加大皮带的摩擦力系数
第一，需要对皮带机的滚筒和皮带进行定期检修和更换，保证皮带和滚筒之间的纹路清晰，这样可以使两者之间有着较高的摩擦系数，降低打滑问题的出现次数。第二，当出现皮带机打滑问题时，如果皮带磨损较轻，只是机器刚启动时发生打滑，这种情况下便可以针对滚筒和皮带的接触位置，撒上一定的砂砾，增大皮带与滚筒之间的摩擦系数，对皮带起到正常的驱动作用。需要注意的是，这种措施需要在皮带静止状态时开展，从而降低各种安全事故的发生。第三，煤矿井一般在环境上都较为潮湿，当皮带沾水时便会使皮带表面更光滑，进而不断降低皮带的粗糙程度和摩擦系数。这时便可以适当降低除尘水量，降低皮带受到潮湿的影响，提高摩擦系数。第四，加大摩擦力系数也可以通过调整滚筒的位置来实现，具体要了解好井下皮带机的结构特点，根据驱动滚筒和改向滚筒的运行情况做好调整，保证皮带张紧力更加均匀，满足运输方面的需要。第五，在井下皮带机出现打滑时，也有可能是滚筒直径不一致导致的，需要相关技术人员调整好滚筒的直径，并做好清理方面的工作，使煤矿井下皮带打滑问题得到解决[3]。
3.2加大皮带的预紧力
首先，利用皮带机头的拉紧装置，对皮带进行拉紧处理，要注意在滚筒的位置发生变化后，必须结合井下皮带增长的行程，通过预紧力的提高使其长度合理。不过利用拉紧装置的方法只适用于皮带略微松弛的状态，一旦皮带的松弛程度较严重，相关技术人员便不能仅仅通过拉紧装置完成皮带预紧力的提高，这时需要移动滚筒，满足煤矿井下皮带拉紧的要求。其次，由于井下环境较为复杂，且在皮带机长时间的运输下会出现皮带松弛的问题，进而导致皮带打滑，这时为了提高预紧力可以利用挖掘设备直接拖拽皮带机的机尾部位，从而加强皮带预紧力。最后，在皮带打滑不严重时，可以在机器启动前在皮带上放置煤矸，增大皮带所受的重力，这样也可以增加预紧力。
3.3增大皮带绕滚筒包角
通过实验，适当增大皮带绕滚筒的包角既可以降低皮带机打滑问题出现的概率，也能提高煤矿井下皮带机的运行安全性。在实际增大皮带绕滚筒的包角时，需要相关技术人员调整井下副滚筒的高度，同时将皮带绕主滚筒形成的包角进行调整，进而提高皮带的摩擦力，避免皮带机打滑问题的出现[4]，如图2所示。
4结语
针对皮带摩擦系数小、预紧力小和皮带绕滚筒形成包角小的问题，需要结合井下情况增大皮带的摩擦力系数、增加皮带预紧力和适当增大皮带绕滚筒包角，从而降低井下皮带机打滑问题的出现概率。另外，对于井下皮带的检修维护人员而言，需要有着较高的职业素养，通过有效地检修和维护提高皮带机的使用寿命，并在降低打滑问题的出现次数后，促进煤矿企业的发展。
参考文献
[1]周晶杰.井下皮带打滑现象研究及解决方法[J].内蒙古煤炭经济，2021（3）：42-43.
[2]那铭.分析井下皮带的打滑现象及处理措施[J].当代化工研究，2019（16）：13-14.
[3]王飞.井下皮带打滑现象分析及处理措施[J].山东煤炭科技，2019（1）：134-135；143.
作者:付佳兴 单位:阳煤集团