閆 寧

(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)有限公司)

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帶式輸送機可彎曲裝置設計及應用

閆 寧

(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)有限公司)

雁崖煤業(yè)公司塔山擴區(qū)山在掘進2#層帶式輸送機大巷過程中，為避免斷層、陷落柱等地質構造，致使巷道掘進后形成坡度和彎度，造成帶式輸送機穩(wěn)裝運轉時出現(xiàn)跑偏、摩擦起火、電機燒毀等事故。為此，決定在2#層運輸大巷拐彎處加裝一套輸送機可彎曲裝置，以降低輸送機因跑偏、負載等造成電機燒毀機率，取得了顯著效果。

帶式輸送機 可彎曲裝置 設計 應用

1 概 述

帶式輸送機是煤礦井下最主要的運輸工具，盤區(qū)運輸系統(tǒng)是整個盤區(qū)煤炭開采、巷道掘進排矸的重要環(huán)節(jié)，但當運輸大巷遇特殊地質構造、運輸巷道有較多坡度和彎度時，就必須穩(wěn)裝多部輸送機或刮板輸送機聯(lián)合排矸，造成了運輸大巷機電設備多、巷道擁擠，人工穩(wěn)裝設備難度大、設備成本費用高、單個機電設備事故率高，運輸能力大大降低。與傳統(tǒng)帶式輸送機相比，穩(wěn)裝輸送機具有運距長、運輸能力大、穩(wěn)裝操作簡單、管理方便等優(yōu)點[2]，但對于彎度較大的運輸巷道，穩(wěn)裝單部帶式輸送機會造成輸送機運轉時跑偏、皮帶“跳竄”甚至燒毀電機現(xiàn)象。

雁崖煤業(yè)公司塔山擴區(qū)山2#層運輸大巷初期設計長度1 700 m，為了便于三盤區(qū)煤炭運輸，后期又延伸了2#層運輸大巷。在前期階段運輸大巷掘進至650 m及1 150 m地段時，頂板出現(xiàn)一條F17正斷層H=7.9 m∠65°。為了便于頂板管理、掘進及施工安全，決定避開斷層帶道，掘進斷層帶時按10°和7°轉角進行掘進，巷道全長掘進后穩(wěn)裝3部DTL140帶式輸送機，輸送機總機長為1 700 m，每部帶式輸送機采用雙電機運轉，電機功率為400 kW(表1)，但輸送機穩(wěn)裝后經常在轉角地段出現(xiàn)打滑、跑偏現(xiàn)象，當輸送機處于負荷狀態(tài)經常燒毀電機。為保證輸送機的安全運行，設計了一套輸送機彎曲防跑偏裝置。

表1 DTL140帶式輸送機規(guī)格參數(shù)

2 DTL140輸送機可彎曲裝置設計及特點

(1)在該礦山運輸大巷轉角處輸送機出現(xiàn)皮帶跑偏、打滑現(xiàn)象的主要原因是普通的皮帶架和托滾在皮帶跑偏時不能起到矯正作用，在皮帶具有側向力運轉時會造成皮帶向向心力一側跑偏。為此，決定在輸送機轉角處加裝一套輸送機可彎曲裝置，實現(xiàn)整個運輸巷只穩(wěn)裝一部帶式輸送機，在普通的皮帶架上安裝防跑偏托輥，安裝角度與皮帶中心線水平投影成45°[5]。

(2)改變上托輥安裝角度，改裝后上托輥安裝角度由35°改為60°，并增加托輥的管體數(shù)量，使托輥軸線成“U”型，如圖1所示。

圖1 輸送機可彎曲裝置結構剖面

(3)增加下托管管體數(shù)量，普通下托管由一根管體組成，為了防止因轉角過大造成下皮帶跑偏，可增加下托輥管體數(shù)量。

(4)在改裝后的皮帶架上方500 mm處安裝一輸送機皮帶跳竄啟停裝置，即當輸送機皮帶過轉角時帶速過快、傾向力大，防跑偏裝置不能起到保護作用時，皮帶會出現(xiàn)跳竄現(xiàn)象，造成皮帶扯裂、電機燒毀，皮帶跳竄啟停裝置可以有效防止皮帶跳竄。

(5)在轉角地段每隔2 m安裝一組輸送機可彎曲裝置，直至過轉角地段，根據(jù)實際情況設計安裝了自動調心架，如膠帶機在運行過程中膠帶有小的跑偏均能通過自動調心架進行調整[1]。

(6)輸送機可彎曲裝置適合不同轉角，可有效防止輸送機跑偏現(xiàn)象；減少了運輸巷機電設備數(shù)量；該裝置成本低，安裝方便，便于日常維護和管理；提高了輸送機膠帶使用壽命。

3 DTL140輸送機可彎曲裝置安裝注意事項

(1)保證運輸大巷轉角地段安裝的輸送機可彎曲裝置形成的弧形所對圓心角與巷道彎曲段彎曲半徑一致。

(2)保證輸送機在直巷階段皮帶架安裝成直線，在彎曲地段皮帶架內側高度應根據(jù)巷道彎曲地段轉角的大小作出相應的調整[6]。

(3)輸送機安裝可彎曲裝置后應適當調整輸送機張緊裝置，過巷道轉角地段若皮帶過緊會對輸送機可彎曲裝置內側段產生更大的傾向力，導致輸送機跑偏，所以必須保證在過彎曲地段輸送機皮帶有一定的松弛度[3]。

(4)保證轉角地段安裝輸送機可彎曲裝置時曲率半徑不能過小，運輸巷道轉彎控制在150°～180°最為適宜[1]。

4 經濟效益

雁崖擴區(qū)山2#層運輸大巷全長1 700 m，巷道掘進后共計有2個轉彎點。

(1)通過實際生產綜合比較，安裝帶式輸送機可彎曲裝置減少了設備穩(wěn)裝數(shù)量，不考慮維修費用和安裝費用，一部TDL/140帶式輸送機設備費用80萬元，多安裝兩部共計160萬元。

(2)根據(jù)初步設計，穩(wěn)裝3部帶式輸送機1 d運轉10 h計算，每部輸送機功率為2×400 kW，全年耗電量為720萬kWh(輸送機一年按300 d運轉)，而安裝輸送機可彎曲裝置后只需穩(wěn)裝一部輸送機即可，全年耗電量為240萬kWh，全年節(jié)約電量為480萬kWh,共計費用90多萬元。

(3)維修費用。據(jù)統(tǒng)計，2014全年2#層運輸大巷穩(wěn)裝3部帶式輸送機，發(fā)生5起機電事故，其中燒毀電機3臺，輸送機皮帶撕裂2次，共計260 m，維修費用45萬元；2015年輸送機加裝了可彎曲裝置，運輸大巷穩(wěn)裝一部帶式輸送機，全年發(fā)生1次燒毀電機機電事故，維修費用5萬元，加裝輸送機可彎曲裝置后降低了機電事故率，減少維修費用達40萬元。

綜合比較可知，運輸大巷輸送機安裝可彎曲裝置后按運行1 a計算，比安裝3部帶式輸送機節(jié)約費用達300萬元，經濟效果顯著。

5 結 語

具有彎度的運輸大巷安裝輸送機可彎曲裝置與傳統(tǒng)的運輸系統(tǒng)相比，具有成本低、安裝和維護簡單、便于操作、適應能力強的特點。特別在我國北方煤礦井下地質條件復雜，地質構造較多、巷道在長距離掘進過程中產生的彎度及坡度多的運輸巷道，安裝輸送機可彎曲裝置非常適合。實踐證明雁崖煤業(yè)公司塔山擴區(qū)山2#層運輸大巷安裝輸送機可彎曲裝置后，不但減少了巷道機電設備、電纜、風水管路安裝數(shù)量，增加了巷道利用空間、降低了成本，而且提高了礦井運輸能力，取得了可觀的經濟效益和安全效益，具有很好的應用前景。

[1] 向國田,馬 強.可彎曲膠帶輸送機在采區(qū)的應用[J].機電信息，2012(21)：47-48.

[2] 韓國新,閻 臣.膠帶輸送機在采區(qū)的應用與效果[J].河北煤炭，1996(1)：43-44.

[3] 牛戰(zhàn)國.平面可彎曲膠帶輸送機在5000t/d生產線的應用[J].中國水泥，2007(12)：82-83.

[4] 蘇顯斌.皮帶輸送機的維修與使用[J].機械工程師，1999(2)：34-36.

[5] 苗 林.SPJ-800W型可彎曲吊掛帶式輸送機的應用[J].煤炭科學技術，1994(6)：55-57.

[6] 高 峰，秦 勇.煤礦機械維護與故障處理[M].蘭州：甘肅科技出版社，2006.

2016-06-29)

閆 寧(1970—)，男，副總工程師，高級工程師，037001 山西省大同市。