煤矿井下可伸缩顺槽带式输送机设计方案优化.pdf

东媳晨 甜技 2 0 0 8 年第2 期 煤 矿 井 下 可 伸 缩 顺 槽 带 式 输 送 机 设 计 方 案 优 化 杨安震 ， 李朝阳 ， 窦光林 1 ． 煤炭工业济南设计研 究院有限公 司， 山东 济南2 5 0 0 3 1 ； 2 ． 兖煤荷泽能化有限公司， 山东 荷泽2 7 4 0 0 0 摘要吴四圪堵矿井井下顺槽可伸缩 带式输送机具有运量大、 距离长 ， 提 升高度大等特点， 文章对顺槽 可伸缩 带式输送机 的三种布置方案进 行 了比较说明， 并对主导方案的技术特点等做 了详细介绍。 关键词 可伸缩带式输送机方案优 化 中图分类号 T D 5 2 8 ． 1 文献标识码B 吴 四圪堵矿 井位于 内蒙 古 自治 区鄂 尔多斯市 ， 矿 井设计生产能力 2 ． 4 M t ／ a 。采用斜井开 拓方式 ， 设计一 个采区 ， 根据采区的巷道布置 ， 工作 面顺 槽布置采用 了 单巷布置 ， 沿空掘巷服务下 区段 ， 即每个工作面布置一 条胶带机顺槽 ， 兼 回风巷 ， 一条辅 助运输 顺槽 ， 兼 进风 巷 。本着经济合理 、 安 全可靠 、 系 统简单 、 多 做煤巷 的 原则 ， 带式输送机顺槽 设计 沿煤巷掘 进 。由于煤层倾 角变化较大 ， 矿井顺槽带式输送机的铺设角度 变化多 ， 提升高度大 。为此对顺槽带式输送机的布置方 式进行 了三个方案对 比。 原始设计参数 原煤粒 度 0～3 0 0 ra m； 输送距 离 L 2 5 0 0 m； 运量 Q1 5 0 0 t ／ h ； 提升高度 H1 8 0 m 。 1 方案比较 由于带宽和带 速决定带 式输送 机 的输 送量 ， 选 用 合理的的带宽 和带速 能 使带式 输送 机 的运 行更 加 经 济、 可靠。根据 目前实际条件 ， 最终确定本矿井顺 槽可 伸缩带式输送机的带宽 B1 2 0 0 ra m， V 4 ． 0 m ／ s 。 1 方案 I 一条带式输送机 ， 驱动装置放于头部。 经过计算 计算过程略 结果如下 B 1 2 0 0 ra m， V4 ． 0 m ／ ， Q1 5 0 0 t ／ h ， L2 5 0 0 m ， 头 部功率配 比 2 1 ； 轴功率 N o 1 2 3 9 k W， N1 ． 4N o 1 7 3 4 k W， 选用 双滚筒 、 三台 5 6 0 k w 电机驱动 ； 胶带强度 P V G 2 5 0 0 N ／ ra m； 胶带安全系数 m S t B ／ S 1 8 ． 1 2 。 此方案优点是 生产环节简单 ， 生产 过程中工作面 推进不受影响。 缺点 胶带强度较高， 价格也偏高， 且胶带安全系 数取规范下 限。 2 方案 I I 一条带式输送 机两点驱动 。 B1 2 0 0 ram， V4． 0 m ／ S ， L 2 5 0 0 m， Q1 5 o o t ／ h 计 算 结 果 头 部 两 台 4 0 0 k W 电 机驱 动 ， 距 机 头 1 2 5 0 m处 增 加 两 台 4 0 0 k W 电 机 驱 动 。胶 带 强 度 Pv G1 8 0 O N／ rum ～P VG 2 O O ON／ r ll n l 。 胶 带安全系数 m 8 9 ． 1 5 。 此方案优点是 胶带强 度合理 ， 价格 合适 ， 胶 带造 价 比方案 I 低 ， 且胶带安全系数取规范 中间值 。 缺点 工作面推进受一定影响 。此外 ， 多点驱动 的 配电 、 控制系统等相对要复杂 ， 造价略高。 3 方 案 I I I 两 条 带 式 输 送 机 搭 接 ， 每 一 条 L 1 2 5 0 m。 B1 2 0 0 ram， V3 ． 1 5 m ／ ， L1 2 5 0 m， Q1 5 0 0 t ／ h 。 计算结果 选用双滚筒 ， 两 台 4 0 0 k W 电机驱动 。 胶带强度 P V G 1 8 0 0 N ／ ra m 。 这样 ， 两 条 带 式 输 送 机 共 计 所 需 电 动 机 4 4 0 0 k W， 胶带强度 P V G 1 8 0 0 。 此方案优点 胶 带强 度合理 ， 价格合适 ， 胶带 造价 比方案 I 低 ， 且胶带安全系数取规范 中间值。 缺点 环节 多 ， 生产 过程 中工 作 面推进 受 一定 影 响。两条带式输送机的配套设施 包括多一套储带装 置 、 拉紧装置及配电 、 控制等 相对复杂 ， 造价略高 。 由于顺槽可伸缩 胶带机 的特点 是一次铺设 全长 ， 回采时 ， 随着工作 面的推移 ， 胶带机 的机尾不 断后退 ， 机身缩短 ， 因此在设 计上必须要满足快速 回撤 的要求 。 采用机 头集 中驱动 ， 其 带强将达 到 2 5 0 0 S ， 在 国内顺槽 胶带机采用 2 5 0 0 S 胶带的几乎 没有。而采用两条带式 输送机搭接又使得 整个 系统 较为复杂 ， 投资也大 。不 适 于运输顺槽 的特 点。鉴于此 种情 况 ， 主导方 案采用 方案 I I ， 即机头带 中间 驱动 的两点 驱动 2 X 4 0 02 X 4 0 0 k W 方式， 通过适当选择中间驱动的安装位置， 可使 带强降低 。布置方式见图 1 。 *收稿 日期 2 0 0 8 0 2 0 2 作者简介 杨安震， 男， 工程师， 山东淄博人， 1 9 9 8 年毕业于山东科 图 1 皮带机布置示意图 技大学机械电子工程专业， 现任职于煤炭工业 济南设 计研究 院有 限 公司。 维普资讯 2 0 0 8 年 第2 期 差 斜枝 2 7 2 选型计算结果 表 1 表 1 顺槽可伸缩带式输送机设备技术特征表 带宽 m B l 2 0 0 电机功率 k W台数 4 0 0 4 ， l 1 4 0 V 运量 U h l 5 0 0 减速器 4 台 m R S F 8 0 2 0 P G l 速度 m ／ s 4 ． O 凋速型液力偶合器 4台 Y O T c s 6 5 0 机长 m 2 5 0 0 逆止器 2台 M N YD 3 0 0 提升高度 m l 8 O 制动器 2 台 K P Z 一1 2 0 0 ／ 2 。 6 0 8 0 P V Gl 8 0 0 胶带强度 N ／ m m 自动液压拉紧装置 1 台 Ⅱ 一 l 2 0 0 ／ 4 ∞ 阻燃 3 主要特点 3 ． 1 卸载架采用独立的三角 架形式 机架的强度和刚度 比传统 的悬臂 式卸载梁大大提 高。考虑到两条胶带机 的搭接 ， 为防止撤料 ， 直接加长 卸载滚筒的前探 粱长度 ， 直接 卸载 到前一 条胶带机 的 独立机尾上 。清扫器选用 S a b e r 双初级和二级清扫 器。 该清扫器的独特 曲面聚氨酯刀 片具有 自锐 利功能 ， 并 能顺利通 过机械 接头。扭 转张紧装 置安 装简单 ， 无需 维护 ， 是高罗清扫器的核心专利部件 ； 它无任何 运动部 件 ， 由聚氨 酯制成 ， 提 供清 扫 器所 需要 的特定 扭转 力 矩 ； 它基本无需调整 ， 一旦设置 好扭矩 ， 聚 氨酯 会记 忆 并 保持一定 的张紧程度。 3 ． 2 传 动滚筒架采用两个 倒“ T ” 型机 架 该结构使两个传 动滚 筒均与胶 带 的干净 面接触 ， 减小 了传动滚 筒因粘煤引起的包胶 的磨损 。两个传动 滚筒的旋 向相 同， 四个驱动 部件可完 全互换 ， 减少 了备 件的品种。驱动部 底座设计成 整体 大箱式 结构 ， 刚度 大 、 强度高 、 不 易变形 ； 底部 留两个孔 ， 便 于叉 车搬 运。 且在装 电机与减速 器前后左右 均设计 有顶 丝板 ， 便于 安装找正； 在底部四个角也设计有四个螺纹孑 L ， 便于整 体底座与地面的找平 。 3 ． 3 采用 6层储 带方 式 顺槽可伸缩带式输送机机尾回撤后， 其多余的胶 带要靠储带 仓储 存起 来 ， 满 1 0 0 m后 ， 取 出一卷 胶 带。 传统的四层储带方式储存 1 2 0 m胶带， 储带仓有效储带 长度为 3 0 m； 而采用 6 层储带方式储存 1 2 0 m胶带 ， 储带 仓有效储带长度为 2 0 m ， 节约了 1 0 m距离。使工作面 回采后 ， 至机头处 的距 离缩短 1 0 m， 可 以少 留煤 柱 ， 提 高回采率 。 3 ． 4采用液压油缸夹带和恒功率液压马达卷 带装置 在储带仓储满 [ 0 0 m胶带后 ， 要靠卷带装置卷成一 卷取出 ， 接上胶带后 ， 胶带机才可继续运行 。卷 带速度 的快慢 ， 直接影 响到采煤 的效率 。本机采 用液 压油缸 夹带和恒功率液 压马达卷 带装置 ， 减 小 了工人 的劳动 强度 ； 提 高 了卷带 效率 。选用 了斜盘 式柱 塞 变量 泵。 随着卷轴扭 矩的增大 ， 油压上 升 ， 其 排量 自动变小 ， 总 输出功率不 变。可实现恒功率， 恒线速度卷带。 3 ． 5 机身采用“ E ” 型销连接的形 式 本机 的纵粱与支 腿 ， 支腿 与托辊架 的连 接均采用 “ E ” 型销。托辊架为 “ 品” 字型结构 ， 三节托辊呈“ 品” 字 型错开 ， 相邻托辊端 面可 以重合 ， 减轻 托辊的端面对 胶 带 的磨损 ， 提高胶 带的使用寿命 。这种形 式结构简单 ， 安装 、 拆卸 和调偏方便 ， 该带式输送机 于 2 0 0 7 年 1 2 月 投入试运行 ， 使用情况 良好。 参考文献 [ 1 ] 运输机械设计选用手册 编辑委员会运输机械设计选用手册 化 学工业出版社。 [ 2 ] 宋伟 刚散状物料带式输送机设计东北大学出版社 。 上接 第 2 4页 的联 锁作用 。负荷试 运转 分为空 负荷 及负荷试运转 ， 每次连续运转 8 h以上 ， 着重检查以下 内容 提升容器 运行情况 是否 良好 ， 能否 准确停 车 ； 深 度指示器工作正常 ， 动作平稳 、 灵敏 、 指示正确 ； 主轴装 置 、 减 速器运转正 常 ， 各轴承 温升符合 规定 ； 各 密封处 无渗漏现象 ； 工作制 动 、 安全制 动安全 可靠 ； 各 连接螺 栓 、 地脚螺栓牢固可靠无松动现象 ； 各部分机电联锁安 全可靠。 参考文献 [ 1 ] 李华德． 交流调速控制系统[ M ] ． 北京 电子工业出版社， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 周 兴旺 等 ． 矿 山建设工 程新 进展 ． 徐 州 中 国矿业 大学 出版 社 2 O 0 6． 上接第2 5页 1 6 0 ～1 8 0 2 保温， 2～3 h回火 ， 以保证心 部强度和表面的耐磨性 。淬火硬 度 H R C 3 3 ～3 8 。 2 结语 通过 掘 进 机 在 井 下 的 使 用 验 证 完 全 可 以 替代 K 4 0 0型耐磨 铁。特别 是该 耐磨 条在 掘进机 上 的成功 应 用为解决 同类型问题作了有益 的尝试 ， 拓宽了思路 。 参考文献 [ 1 ] 陈伯蠡 焊接工程缺欠分析与对策 机械工业 出版社 [ 2 ] 汪浩等著 金属热处理 化学工业出版社 维普资讯