煤矿运输系统故障排查：从皮带跑偏到转载点堵塞的现场处理

在煤矿井下生产环境中，运输系统是连接采掘工作面与地面的核心动脉。以豫联登封矿区两座年产合计约180万吨的现代化矿井为例，其主运输系统普遍采用带式输送机配合转载点的方式，将采掘出的原煤从工作面经大巷、主斜井输送至地面。实际运行中，皮带跑偏、撒煤、转载点堵塞以及驱动滚筒打滑是出现频率最高的几类故障。本文基于一线作业经验，梳理这些故障的现场判断方法、处理步骤以及容易被忽视的细节，供设备管理与维修人员参考。

运输系统故障的常见类型与现场判断

煤矿运输系统的故障，大多数并非设备本身的质量问题，而是工况变化与维护细节不到位引发的。现场常见的情况是，皮带跑偏导致边缘磨损加剧，进而引发纵向撕裂；或者转载点落料不畅造成堆煤，触发保护停机，影响整个采区生产节奏。从登封矿区这类低硫贫瘦煤的开采特点来看，煤质较脆，块煤率不高，但水分含量波动较大，这直接影响物料的粘附性与输送带表面的摩擦系数。

皮带跑偏的判断方法：在皮带空载与重载两种状态下分别观察。空载跑偏通常指向机架安装精度问题或滚筒轴线不平行；重载跑偏则更多与物料落料点偏移、托辊组损坏或皮带张力不均有关。老手会在皮带机头、机尾以及中间转载点各选一个固定观察点，用标记笔在皮带边缘画一条参考线，每次巡检时对比偏移量。新手容易犯的错误是只盯着机头滚筒看，忽略了中间段因托辊磨损导致的渐进式跑偏。

转载点堵塞的前兆：在井下转载溜槽出口处，如果听到物料撞击溜槽壁的声音由清脆变得沉闷，或者观察到溜槽观察窗内物料堆积高度上升速度明显快于正常水平，说明溜槽内部已经出现积料。此时如果继续放煤，极易在几分钟内形成完全堵塞。多数工厂的做法是在溜槽侧壁安装振动器，但振动器长期开启反而会使细煤粉压实，加剧堵塞。正确的做法是间歇式开启，并在振动器启动前先确认溜槽内物料含水率是否偏高。

驱动滚筒打滑的识别：滚筒表面与皮带之间出现相对滑动时，滚筒转速会高于皮带线速度，同时滚筒表面温度快速上升。现场可以用红外测温仪对准滚筒表面中心区域测量，如果温度在短时间内升高超过15℃，且伴有橡胶烧焦气味，基本可以判定为打滑。打滑的根本原因要么是皮带张力不足，要么是滚筒表面包胶磨损过度，或者是滚筒表面有水或煤泥。在登封矿区，井下空气湿度较大，滚筒表面结露是冬季打滑的常见诱因，这一点容易被忽略。

皮带跑偏的排查步骤与调整方法

皮带跑偏的排查应当遵循“从机头到机尾、从空载到重载”的顺序。以下是经过现场验证的排查步骤：

1. 检查机头卸载滚筒与驱动滚筒的安装位置：用激光指向仪或拉线法测量滚筒轴线是否与皮带机中心线垂直。允许偏差不应超过滚筒长度的千分之一。如果发现滚筒一端偏高，需要调整滚筒轴承座的垫片厚度。调整时，每次垫片增减量控制在2~3毫米，调整后空载运行10分钟观察效果，切忌一次性调整过大导致跑偏反向。
2. 检查承载托辊与回程托辊：承载托辊的转动灵活性是影响皮带跑偏的关键。现场常见的情况是，托辊被煤泥包裹后转动阻力增大，导致皮带向阻力小的一侧偏移。检查方法是用手拨动托辊，感受转动是否顺畅。对于卡滞的托辊，需要拆下清洗轴承并重新加注润滑脂，而不是简单敲击使其暂时转动。回程托辊中，下平行托辊的磨损容易被忽视，如果下托辊表面出现凹槽，会直接导致皮带在回程段跑偏。
3. 检查物料落料点位置：物料从转载溜槽落到皮带上的位置，应当位于皮带中心线左右各不超过皮带宽度5%的范围内。如果落料点长期偏向一侧，该侧皮带会因承受更多物料冲击而拉伸，形成不可逆的跑偏。调整方法是在溜槽出口加装导料挡板，挡板角度通常设置为与皮带运行方向成30°~45°夹角。需要注意的是，挡板与皮带表面之间应保持10~20毫米间隙，间隙过小会刮伤皮带，过大则起不到导流作用。
4. 检查皮带接头：硫化接头或机械接头如果出现歪斜，会在接头经过滚筒时产生瞬间跑偏。判断方法是在皮带接头处画一条垂直于皮带边缘的标记线，观察该标记线经过滚筒时是否与滚筒轴线平行。如果偏差超过5毫米，需要重新制作接头。现场应急处理时，可以在跑偏侧的皮带边缘加装防偏立辊，但这只是临时措施，不能替代接头修复。

常见误区：很多维修人员遇到皮带跑偏，第一反应是调整机尾张紧装置，试图通过加大张力来纠正跑偏。实际上，张紧装置的主要功能是补偿皮带伸长量，保证驱动滚筒不打滑，而不是用来调整跑偏的。盲目加大张力不仅会缩短皮带与滚筒包胶的使用寿命，还可能因张力不均导致皮带在中间段出现波浪形跑偏。正确的做法是先排查上述四个环节，确认跑偏原因后再针对性处理。

转载点堵塞的成因与疏通操作

转载点是运输系统中故障率最高的环节之一。在登封矿区，转载点主要承担将采掘工作面运出的原煤转运至主运皮带的任务。堵塞的成因可以归纳为三类：

• 物料含水量过高：当原煤水分超过8%时，细煤粉会粘附在溜槽壁面，逐渐堆积形成“鼠洞”效应，最终堵塞溜槽出口。现场判断方法是观察溜槽壁面是否有一层湿煤泥附着，如果附着厚度超过30毫米，就需要清理。
• 溜槽设计角度不足：溜槽侧壁与水平面的夹角应不小于60°，才能保证物料靠自重滑落。如果夹角过小，或者溜槽内壁衬板磨损后表面粗糙度增大，物料流动阻力会显著增加。老手在巡检时会用手触摸溜槽内壁衬板，感受表面是否光滑，如果衬板出现沟槽，需要及时更换。
• 大块物料或杂物卡堵：虽然采掘工作面设有破碎机，但偶尔会有锚杆、钢丝绳头或大块煤岩进入运输系统。这些异物卡在溜槽出口或挡板处，会瞬间形成堵塞。预防措施是在转载点前加装除铁器和篦子，篦子间隙通常设置为300毫米×300毫米。

疏通操作步骤：

1. 立即停止给料，并按下转载点上下游皮带的急停按钮，防止物料继续涌入。
2. 打开溜槽侧壁的检修门，用专用疏通工具（如长杆撬棍或高压水枪）从侧方清理积料。严禁人员进入溜槽内部作业，因为积料随时可能垮塌造成掩埋事故。
3. 如果堵塞物是湿煤泥，高压水枪是最有效的工具，但使用后需要将积水排出，防止后续物料含水率进一步升高。
4. 清理完毕后，先空载启动下游皮带，再逐步恢复给料，给料速度应从正常值的30%开始，观察溜槽出料是否正常，确认无异常后再逐步提升至满负荷。

安全注意事项：转载点堵塞处理过程中，最容易发生的事故是皮带突然启动造成人员卷入。因此，在清理作业开始前，必须将上下游皮带的控制开关打到“检修”位置并上锁挂牌，同时安排专人在操作台旁值守。另外，使用高压水枪时要注意水压，通常控制在0.4~0.6 MPa，水压过高会冲坏溜槽内衬板。

驱动滚筒打滑的预防与应急处理

驱动滚筒打滑不仅影响运输效率，还会因摩擦生热引发火灾风险。在登封矿区，驱动滚筒多采用菱形或人字形橡胶包胶，以增加与皮带之间的摩擦系数。打滑的直接原因是滚筒与皮带之间的摩擦力不足以克服负载阻力。

打滑的预防措施：

• 定期检查滚筒包胶磨损情况：包胶厚度低于原始厚度的三分之一时，就需要更换。现场可以用卡尺测量包胶表面沟槽的深度，如果沟槽深度小于2毫米，说明包胶已经接近失效。更换包胶时，要确保新包胶与滚筒表面贴合紧密，硫化时间与温度严格按工艺要求执行，否则包胶在使用中容易起泡脱落。
• 保持滚筒表面清洁：滚筒表面如果有水、煤泥或油污，摩擦系数会大幅下降。在井下，滚筒表面结露是常见问题，尤其是在夏季高温高湿环境下。解决办法是在滚筒上方加装刮板或吹扫装置，及时清除表面附着物。对于结露问题，可以在滚筒附近安装除湿风机，降低局部空气湿度。
• 合理设定皮带张紧力：张紧力不是越大越好。张紧力过大会增加皮带与滚筒的磨损，还会使皮带接头承受过大拉力；张紧力不足则直接导致打滑。实际使用中，张紧力应通过计算确定，计算公式为：$F = \frac{P}{v \cdot \mu}$，其中$P$为驱动功率，$v$为皮带速度，$\mu$为摩擦系数。现场可以通过张紧装置上的压力表读数来监控，通常张紧力设定在额定值的70%~85%之间。

打滑发生后的应急处理：

1. 立即降低给料量，减少皮带负载。如果打滑严重，需要直接停机。
2. 检查滚筒表面是否有水或油污。如果是水导致的打滑，可以在滚筒表面撒干燥的锯末或煤粉来增加摩擦力，但这只是临时措施，后续必须查明水源并处理。
3. 检查张紧装置是否失效。如果是液压张紧装置，检查液压油位和油泵是否正常工作；如果是重锤式张紧，检查重锤是否卡滞在轨道上。
4. 如果以上措施均无效，需要检查驱动电机与减速机是否出现故障，比如电机缺相运行或减速机齿轮损坏导致输出扭矩不足。

局限性说明：上述应急处理措施只能在打滑初期使用。如果打滑已经持续超过30秒，滚筒表面温度可能超过200℃，此时严禁直接用水冷却，否则滚筒会因骤冷产生裂纹。正确的做法是停机自然冷却，待温度降至环境温度后再检查包胶是否损坏。

运输系统故障排查的现场执行清单

基于一线经验，以下是运输系统故障排查的标准化执行清单，适合日常巡检与故障处理时对照使用：

日常巡检清单（每班至少一次）

• 检查皮带跑偏量：在机头、机尾、中间转载点三个位置，目测皮带边缘与托辊支架的距离，偏移量超过皮带宽度5%时需记录并安排调整。
• 检查托辊转动情况：随机抽查不少于10组承载托辊和5组回程托辊，用手拨动确认转动灵活，发现卡滞托辊立即更换。
• 检查滚筒表面：观察驱动滚筒与改向滚筒表面是否有煤泥附着，用红外测温仪测量滚筒表面温度，与正常工况温度对比，温差超过10℃需排查原因。
• 检查转载溜槽：打开溜槽观察窗，查看内部是否有积料，用手电筒照射溜槽内壁，确认衬板无脱落或严重磨损。
• 检查皮带接头：目测接头处是否有翘边、开裂或钢丝绳外露，用卡尺测量接头厚度，与皮带本体厚度对比，偏差超过2毫米需安排修复。

故障处理清单（按优先级排序）

1. 皮带跑偏处理顺序：

   • 优先检查落料点是否偏移
   • 其次检查承载托辊是否卡滞
   • 再次检查机头机尾滚筒轴线是否平行
   • 最后检查皮带接头是否歪斜
   • 调整时每次只改一个变量，调整后空载运行10分钟验证

2. 转载点堵塞处理顺序：

   • 立即停机并上锁挂牌
   • 判断堵塞类型（湿煤泥、大块卡堵、衬板脱落）
   • 选择对应疏通工具（高压水枪、长杆撬棍）
   • 清理完毕后空载试运行
   • 逐步恢复给料，观察30分钟无异常后方可离开

3. 驱动滚筒打滑处理顺序：

   • 降低负载或停机
   • 检查滚筒表面清洁度
   • 检查张紧力是否正常
   • 检查驱动电机与减速机
   • 记录打滑持续时间与滚筒温度，作为后续检修依据

容易忽略的风险点

• 井下皮带机头处的烟雾传感器与温度传感器需要定期校验，防止因传感器失灵导致火灾预警滞后。
• 皮带机沿线设置的急停拉绳，每月应拉动一次测试其动作可靠性，避免因拉绳锈蚀或卡滞导致急停失效。
• 转载点溜槽内衬板采用耐磨材料（如铸石或高分子板），更换时要注意新旧衬板之间的过渡段，避免形成台阶阻碍物料流动。
• 在登封矿区这类低硫煤质条件下，煤尘爆炸风险相对较低，但煤尘积聚后仍可能引发燃烧，因此皮带机巷道内的清扫工作不能放松，尤其是滚筒下方与托辊底部的积尘需要定期清理。

以上内容基于煤矿运输系统的通用故障规律与现场作业经验总结，具体参数与操作细节需结合矿井实际工况与设备说明书执行。