矿用带式输送机弹力调偏托辊设计应用.pdf

1032020 年第 7 期 收稿日期 2020-02-13 作者简介 郭王斌（1984-），男，山西省晋城市阳城县人，2014 年 7 月毕业于太原理工大学电气工程及其自动化专业，本科，助 理工程师，现就职于山西晋煤集团寺河煤矿二号井机电管理部， 从事煤矿机电技术管理工作。 1 概 述 晋煤集团寺河煤矿二号井 153208 巷位于井田 北部，巷道东部为 153304 综采工作面，南部为盘 区大巷，西部为 153205 巷，北部为实煤区。 153208 巷设计长度为 1400m，巷道断面规格 为宽 高 4.53.5m，巷道沿 15煤层底板平行 掘进。153208 巷采用 EBZ263 型掘进机掘进，采 用 DSJ80/40/240 型带式输送机运煤。截至目前 153208 巷已掘进 340m。 153208 巷安装的 DSJ80/40/240 型带式输送 机最大运输距离为 300m，运输能力为 250t/h，运输 速度为 2.1m/s。该输送机主要由电机、减速机、滚 筒（卸载滚筒、卷带滚筒、尾滚筒等）、阻燃输送 带、托辊（上托辊、底托辊）、H 架、清带器、各 类保护装置等部分组成。该输送机采用双电机驱动 方式， 电机功率为40kW， 输送带为钢芯阻燃输送带， 输送带宽度为 0.8m。 2 巷道掘进前期运输现状及问题分析 2.1 工作面运输现状 （1）153208 巷掘进期间在巷道内安装一部 DSJ80/40/240 型带式输送机。输送机机尾与掘进 机转载搭接，机头与盘区带式输送机搭接，从而进 行联合出煤。 （2）巷道掘进前期工作面煤矸运输效率相对 较差，主要表现在以下几方面① 输送机运输期 间巷道内撒煤现象严重，每班需安排两名专职人 员对输送机两侧巷道进行清理。② 输送带磨损现 象严重，在煤矸运输时增加了输送机电机负荷。 通过统计在前期巷道掘进时，因电机超负荷现象， 发生电机烧毁事故 2 起，经济损失达 43 万元。 ③ DSJ80/40/240 型带式输送机输送带采用机械式 对接，掘进前期经常出现输送带受力不均现象，造 成输送带在接头处断带事故 4 起。 2.2 问题分析 通过技术研究分析，153208 巷掘进期间出现的 运输问题主要是由于输送机跑偏现象造成。输送机 矿用带式输送机弹力调偏托辊设计应用 郭王斌 （晋煤集团寺河煤矿二号井，山西 晋城 048019） 摘 要 针对采掘工作面带式输送机跑偏现象，造成输送机运输物料效率差、输送带磨损严重、输送机运输负荷大等技 术难题， 晋煤集团寺河煤矿二号井机电管理部通过技术研究， 对153208巷DSJ80/40/240型带式输送机跑偏原因进行分析， 并设计了一套新型弹力调偏托辊，通过实际应用，取得了显著应用成效。 关键词 矿用 带式输送机 输送机跑偏 调偏托辊 设计应用 中图分类号 TD528.1 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.07.039 Design and Application of Elastic Offset Roller for Mine Belt Conveyor Guo Wang-bin （No.2 Well of Sihe Coal Mine, Jin Coal Group, Shanxi Jincheng 048019） Abstract In view of the deviation phenomenon of belt conveyor in mining working face, resulting in poor material transportation efficiency, serious wear of conveyor belt and large transport load of conveyor, the electromechanical management department of Sihe Coal Mine of Jin Coal Group analyzed the causes of DSJ80 / 40 / 2 40 belt conveyor deviation in 153208 lane through technical research, and designed a set of new elastic deflection adjusting idler. Through practical application, remarkable application effect has been achieved. Key words mining belt conveyer conveyor deviation adjust the offset roller design application 1042020 年第 7 期 在稳定运转时，输送带水平方向、垂直方向受力处 于平衡状态；当输送机跑偏时，输送带出现受力不 均现象，输送带向受力大的一侧跑偏。输送机出现 跑偏原因主要有以下几方面 （1）安装质量差。由于输送机在安装时受安 装技术水平、安装环境等影响，导致输送机安装后 输送机头、尾滚筒中心线不在同一条水平线上，输 送机在运输时输送带产生扭矩，导致输送带跑偏。 （2）托辊质量不合格。输送带主要通过主副 滚筒、托辊摩擦作用进行运转，由于输送机安装距 离长，输送机安装的托辊数量多，掘进巷道中采用 的输送机相对陈旧，部分托辊出现曲面裂纹、变形 等现象，若同一组托辊中出现不合格托辊时，会造 成输送带两侧托辊斜向上作用力不同，从而造成输 送带向作用力小的一侧跑偏。 （3）调偏装置效果差。DSJ80/40/240 型带 式输送机主要采用调偏托辊进行输送带跑偏调节， 传统的调偏托辊安装在 H 架上，当输送带出现跑偏 时跑偏托辊对跑偏输送带起到阻挡作用，防止跑偏 加剧，但是传统跑偏托辊无法起到微调作用，在输 送机运输物料时防跑偏效果差。 3 新型弹力调偏托辊设计应用 为了提高带式输送机稳定性，防止输送机跑偏 现象，晋煤集团寺河煤矿二号井机电管理部通过技 术研究，设计了一套新型弹力调偏托辊，并进行实 际应用。 3.1 新型弹力调偏托辊结构 （1）新型弹力调偏托辊总长度为 0.8m，托辊 直径为 0.25m。该托辊主要由橡胶辊、滚动轴承、 强力复位弹簧、骨架密封、中间固定销、内套、骨 架密封、轴承盖、防尘套、中心轴等部分组成，如 图 1 所示。 图 1 新型弹力调偏托辊剖面结构示意图 （2）中心轴共计两根且对称布置，两根中心 轴采用强力复位弹簧连接，弹簧长度为 0.25m，弹 簧最大允许拉伸长度为 0.3m。在弹簧中部安装一个 固定销，且与内套固定。 （3）内套两端设有中心轴限位槽，限位槽宽 度为 0.1m，深度为 0.3m，内套外表面通过滚筒轴 承与橡胶辊连接。输送机运行时橡胶辊通过轴承进 行转动。 3.2 新型弹力调偏托辊安装 新型弹力调偏托辊安装在输送带固定架上，安 装间距为 50m，托辊安装后确保托辊中心面与输送 带中心面重合，且弹力自动调偏托辊 1 中心轴线与 输送带的中心面垂直。如图 2 所示。 图 2 新型弹力调偏托辊安装平面示意图 3.3 工作原理 （1）当输送机出现跑偏现象时，输送带中心 面与弹力调偏托辊中心面出现偏差，且在输送带带 动下跑偏托辊失去平衡状态产生摆动，从而使托辊 中心轴与橡胶辊不同轴。 （2）当输送带跑偏带动橡胶辊使其与中心轴 发生位移，最大位移为 0.3m。随着输送带继续跑偏， 在橡胶辊的带动下强力复位弹簧出现不稳定状态， 并向输送带跑偏一侧张拉。 （3）当强力弹簧拉伸一定距离后，弹簧及时 收缩使弹力自动调偏托辊向相反方向摆动复位，以 重新达到平衡状态，即产生了自动调偏作用。 （4）由于中间的强力复位弹簧的作用，使得 带式输送机新型弹力自动调偏托辊调偏力增强，从 而调偏效果大大提高。在使用过程中中心轴限位槽 与定向块相互作用起到定向和限制偏移距离的目 的，从而控制调偏的幅度。 4 新型弹力调偏托辊优缺点及实际应用效果分析 4.1 装置优缺点 （1）结构简单。新型弹力调偏托辊结构相对 简单，每根托辊成本费用为 120 元，与传统调偏托 辊相比成本费用低，而且该托辊可用于采掘工作面 各种型号的带式输送机中，实用性强。 1052020 年第 7 期 （2）调偏效果好。与传统调偏托辊相比该托 辊安装在输送带下方，当输送带出现小幅度跑偏时， 弹力调偏托辊可及时进行调偏，且调偏作用力强， 调偏效果好。 （3）安装数量少。传统调偏托辊安装在皮带 架上，每两根一组，每隔 20m 安装一组，整个输 送机需安装 10 组。而采用新型弹力调偏托辊时每 50m 安装一根，共计安装 4 根即可，减少了调偏托 辊数量，降低了托辊成本费用。 （4）新型弹力调偏托辊在实际使用中还存在 一些问题，主要表现在以下几方面① 新型弹力调 偏托辊中的强力弹簧在长期拉伸、收缩作用下出现 失效现象，需定期进行更换；② 由于输送带与橡胶 辊长期接触摩擦，导致橡胶辊与输送带之间摩擦力 减小，从而降低了托辊调偏效果。 4.2 实际应用效果分析 153208 巷 掘 进 至 320m 处 时 安 装 第 二 部 DSJ80/40/240 型带式输送机，机电部对二部输送 机安装了新型弹力调偏托辊。截至 2019 年 11 月 17 日，153208 巷已掘进至 580m。通过二部输送机与 头部输送机对比分析发现，二部输送机安装新型弹 力调偏托辊后，带式输送机跑偏现象得到有效改善， 在后期巷道掘进中二部带式输送机未出现因输送机 跑偏造成输送带断带、电机烧毁等事故，全年可降 低输送机维修费用达 40 余万元。 5 结束语 晋煤集团寺河煤矿二号井机电管理部针对 153208 巷安装的 DSJ80/40/240 型带式输送机跑 偏现象，设计了一套新型弹力调偏托辊。通过实际 应用效果来看，该新型托辊具有成本低、结构简单 等优点，与传统防跑偏托辊相比具有较好的防跑偏 效果，保证了掘进巷道带式输送机安全稳定运行， 取得了显著应用成效，具有很好的推广意义。 【参考书目】 ［1］ 张振钢 . 矿用防跑偏新型带式输送机的设计应用 [J]. 机械管理开发，2019（11）150-151. ［2］ 郭江 . 店坪煤矿带式输送机跑偏故障原因及优 化 设 计 [J]. 山 东 煤 炭 科 技，2019（11）167- 168171174. ［3］ 张子英 . 煤矿井下带式输送机跑偏及纠偏措施研 究 [J]. 机械工程师，2019（09）99-101. ［4］ 陈维炳 . 带式输送机跑偏原因分析及处理方法 [J]. 机电信息，2019（24）66-67. ［5］ 高亮 . 带式输送机胶带跑偏故障分析与处置 [J]. 能源与节能，2019（04）48-49. （上接第 94 页） （3）工作面泡沫降尘设备产生泡沫具有颗粒 较小、黏附性强、数量多的特点。使用泡沫除尘设 备后，经过现场检测，工作面生产时，采煤机切割 部的粉尘浓度最高为 210mg/m3，刮板输送机机头、 机尾处最高粉尘浓度为 130mg/m3，该装置有效抑制 了粉尘扩散。 5 结论 通过对南凹寺煤业 30407 工作面粉尘治理效果 差的原因进行分析，采取在工作面、运输顺槽、 皮带输送机机头处改装自动感应全封闭式喷雾装 置、泡沫降尘设备、自动化捉尘水幕装置及打设交 错迈步注水孔等综合降尘措施，防尘降尘效果明 显。30407 运输顺槽皮带输送机搭接处最大浓度为 分布规律和构成特征［J］．辽宁工程技术大学学报 （自然科学版），2014，33,（07）887-891． 125mg/m3，运输巷道粉尘最高浓度为 180mg/m3。 工作面生产时，采煤机切割部的粉尘浓度最高为 210mg/m3，刮板输送机机头、机尾处最高粉尘浓度 为 130mg/m3，且工作面推进速度提升到 6m/d，提 高了矿井生产效率。 【参考文献】 ［1］ 韩宏文 . 厚煤层大采高工作面综放开采技术 [J]. 能源与节能，2019（10）135-136. ［2］ 张志涛，张江涛 . 多因素影响下大采高开采高度 分析 [J]. 煤炭与化工，2018，41（10）33-35. ［3］ 韩啸 . 煤矿开采新技术及其应用探析 [J]. 内蒙古 煤炭经济，2016（Z3）35102. ［4］ 蔡志炯 . 大采高直接顶关键层结构转化特征研究 [J]. 煤矿安全，2016，47（09）56-59. （上接第 97 页） ［5］ 陈开岩，张占国，林柏泉 . 综放工作面抽放条件 下瓦斯涌出及分布特征[J].采矿与安全工程学报， 2009，26（04）418-422.