于德芳，劉 鋒，荀桂華

(1.山東科技大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東 青島 266510；2.兗礦集團(tuán) 濟(jì)三煤礦，山東 濟(jì)寧 272169)

濟(jì)三煤礦帶式輸送機(jī)技術(shù)改造實(shí)踐

于德芳1,2，劉 鋒1，荀桂華1

(1.山東科技大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東 青島 266510；2.兗礦集團(tuán) 濟(jì)三煤礦，山東 濟(jì)寧 272169)

針對(duì)濟(jì)三煤礦帶式輸送機(jī)的膠帶在運(yùn)行中出現(xiàn)的非正常磨損及部件更換困難問題，在對(duì)原因分析的基礎(chǔ)上提出改造方案。通過對(duì)帶式輸送機(jī)的擋煤皮、托輥架、溜槽等改造，使膠帶使用壽命延長(zhǎng)3～5倍，故障率明顯減少，滿足帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行的要求。

帶式輸送機(jī)；非正常磨損；安全運(yùn)行

帶式輸送機(jī)是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的重要運(yùn)輸工具，加強(qiáng)帶式輸送機(jī)的故障預(yù)防和維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)于保障安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。由于帶式輸送機(jī)在煤礦井下的工作環(huán)境較差，運(yùn)輸物料粒度組成復(fù)雜，運(yùn)輸量較大，導(dǎo)致膠帶磨損快，使用壽命短，且維護(hù)起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，給安全生產(chǎn)帶來很大隱患[2]。

目前，由于濟(jì)三煤礦的溜槽與帶式輸送機(jī)布置不合理，落料點(diǎn)托輥和托輥架更換不便，擋煤板安裝不科學(xué)等問題，給帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行帶來一定隱患，為此必須對(duì)其進(jìn)行改造和完善。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

帶式輸送機(jī)是濟(jì)三煤礦井下的重要運(yùn)輸設(shè)備，而膠帶在設(shè)備運(yùn)行中存在嚴(yán)重的非正常磨損，主要問題和原因?yàn)椋毫锊叟c帶式輸送機(jī)成垂直布置，即二者之間的夾角為90°，導(dǎo)致運(yùn)輸物料直接沖擊膠帶工作面，易給膠帶造成損傷；落料處兩側(cè)的擋煤皮直接磨損膠帶兩側(cè)，導(dǎo)致膠帶使用壽命縮短，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；物料落入膠帶時(shí)直接沖擊膠帶、托輥等部件，時(shí)有部件因沖擊而損壞，損壞部件反過來又磨損膠帶，使其受損程度加劇。

此外，帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載處托輥密集，間距小，托輥損壞后更換困難。一旦托輥發(fā)生故障需要更換時(shí)，必須拆掉相鄰的兩組托輥架，工作量大。在更換槽型中間托輥時(shí)，維護(hù)人員必須進(jìn)入上下膠帶之間，由工人頂起膠帶后再進(jìn)行更換，工作時(shí)間長(zhǎng)，危險(xiǎn)性高，效率低下。

鑒于膠帶在設(shè)備運(yùn)行中的非正常磨損及部件更換困難，為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)事故，必須對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造和完善。

2 改造方案

2.1 香蕉形溜槽的制作

為避免因物料直接沖擊膠帶工作面帶來的損傷，優(yōu)化溜槽與帶式輸送機(jī)的布置形式。根據(jù)帶式輸送機(jī)的機(jī)架傾斜角度和物料落差[3-4]，將入料溜槽改成香蕉形溜槽(圖1)。在物料經(jīng)過香蕉形溜槽落入膠帶時(shí)，物料運(yùn)行方向與膠帶運(yùn)行方向一致，即物料運(yùn)行方向與膠帶運(yùn)行方向夾角接近0°。

圖1 帶式輸送機(jī)與溜槽布置形式

根據(jù)溜槽對(duì)煤炭的下滑阻力的大小，設(shè)計(jì)香蕉形溜槽的弧度半徑r[5]，并選擇摩擦系數(shù)合適的耐磨底板，使出料速度保持在合理的狀態(tài)，即盡可能使物料接觸膠帶的瞬時(shí)水平速度v水接近膠帶運(yùn)行速度v膠，理想狀態(tài)時(shí)二者相等。根據(jù)物料落差測(cè)算出v水，將v水與v膠進(jìn)行比較。當(dāng)v水≥v膠時(shí)，需要適當(dāng)增加溜槽的下滑阻力；當(dāng)v水

2.2 分體旋轉(zhuǎn)式托輥架的制作

為改善溜槽轉(zhuǎn)載處托輥更換不便的問題[6]，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，制造出分體旋轉(zhuǎn)式托輥架，結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 分體旋轉(zhuǎn)式托輥架結(jié)構(gòu)圖

分體旋轉(zhuǎn)式托輥架兩側(cè)的支腿可根據(jù)需要調(diào)整，托輥更換方便。更換中間托輥時(shí)，只需使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于90°就可輕松拆裝，而反方向轉(zhuǎn)動(dòng)后即可復(fù)位。

采用分體旋轉(zhuǎn)式托輥架后，原來很不方便清理的堆積物料，只要拉動(dòng)支腿或轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸即可輕松清理掉，避免了堆積物料對(duì)托輥的磨損，省時(shí)省力，安全快捷，設(shè)備維護(hù)量大大降低，安全隱患得以消除。

2.3 復(fù)合擋煤皮的制作

目前現(xiàn)場(chǎng)使用的擋煤板一般采用垂直水平式安裝[7](圖3(a))，這種安裝方式中擋煤皮對(duì)膠帶的磨損嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)膠帶被撕裂的情況；同時(shí)，物料對(duì)擋煤皮的沖擊很大，導(dǎo)致?lián)趺浩と菀讚p壞，且需要及時(shí)更換，工作量很大。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，擋煤皮對(duì)膠帶的磨損是正常磨損的3～5倍，這種非正常磨損帶來極大的人力、財(cái)力、物力損失。

為解決這種非正常磨損問題，使擋煤皮與膠帶面保持平行(圖3(b))，且二者相互不接觸。經(jīng)此改造后，絕大多數(shù)物料的流向由擋煤板控制，擋煤皮不再直接遭受沖擊，且擋煤皮與膠帶不再相互磨損。

圖3 帶式輸送機(jī)擋煤板安裝示意圖

2.4 增設(shè)隔震裝置

物料進(jìn)入膠帶時(shí)直接沖擊托輥，且對(duì)托輥沖擊較大，時(shí)有托輥、托輥架被損壞。為延長(zhǎng)托輥、托輥架的使用壽命，在落料處增設(shè)隔震裝置(圖4)，使沖擊力通過隔震裝置傳至地面，從而避免托輥架、托輥等因遭受直接沖擊而損壞[8]。增設(shè)隔震裝置后，托輥架、托輥等的損壞頻率明顯降低，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)事故減少，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)[3]。

圖4 改造前后的托輥架結(jié)構(gòu)示意圖

3 改造效果

以B=1 400的帶式輸送機(jī)為例，說明改造效果。通過對(duì)帶式輸送機(jī)的溜槽、擋煤皮、托輥架等改造，不但避免了由設(shè)備自身存在的缺陷或設(shè)備運(yùn)行中的不確定因素引發(fā)的安全事故，而且減少了對(duì)正常生產(chǎn)的影響和材料浪費(fèi)。

帶式輸送機(jī)改造前，每年因膠帶的非正常磨損增加的材料成本在600萬元左右；改造后，膠帶的使用壽命延長(zhǎng)3～5倍，正常使用壽命周期內(nèi)，每年可減少膠帶購(gòu)置費(fèi)約150萬元，即每年可節(jié)約成本450萬元左右，經(jīng)濟(jì)效益較顯著。此外，改造后帶式輸送機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，故障率明顯降低，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了檢修時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了檢修的本質(zhì)安全，為安全生產(chǎn)和節(jié)能降耗打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行對(duì)于保障煤礦安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義，對(duì)作為帶式輸送機(jī)重要組成部件的膠帶進(jìn)行合理保養(yǎng)與維護(hù)非常重要。在設(shè)備運(yùn)行中要盡量減少，甚至杜絕膠帶的非正常磨損。對(duì)不合理部件和結(jié)構(gòu)要進(jìn)行技術(shù)改造，是避免膠帶遭受非正常磨損的合理手段之一。

[1] 聞邦椿，劉樹英，陳照波，等.振動(dòng)機(jī)械理論及應(yīng)用(第1版)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3] GB 50359—2005 洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 余洲生.連續(xù)輸送機(jī)械[M].上海：上海海運(yùn)學(xué)院出版社，1980.

[5] 梁慶煌.機(jī)械化運(yùn)輸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)(第1版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[6] 張榮善.散料輸送與貯存[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994.

[7] 于學(xué)謙.礦山運(yùn)輸機(jī)械[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1983.

[8] 本書編輯委員會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)(上冊(cè))[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1991.

Technical modification on belt conveyor in Jining No.3 coal mine

YU De-fang1,2, LIU Feng1, XUN Gui-Hua1

(1. College of Mechanical and electrical engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266510, China; 2. Jining No.3 Coal Mine of Yankuang Group, Jining, Shandong 272169, China)

In view of abnormal wear and difficult parts replacement of belt conveyor in operation in Jining No.3 coal mine, technical modification, including plate blocking coal, roller support and chute etc., is put forward by analyzing cause. The application shows that service life of the belt is 3～5 times longer, with fewer faults, which is right for safe operation of the equipment.

belt conveyor; abnormal wear; safe operation

TD528+.1

B

1001-3571(2015)04-0061-03

2015-04-31

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.017

于德芳(1975—)，男，山東省濟(jì)寧市人，工程師，從事煤礦行政與技術(shù)管理工作。

E-mail：ykjtydf@163.com Tel: 0537-2628496