摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，近年來我國煤礦生產(chǎn)逐漸機械化，其中應(yīng)用較為廣泛的就是煤礦帶式輸送機。帶式輸送機又稱為膠帶輸送機，在煤礦生產(chǎn)過程中起著重要作用，它以物料與傳送帶之間的摩擦力為驅(qū)動實現(xiàn)運輸功能。本文以帶式輸送機的結(jié)構(gòu)組成為基礎(chǔ)，結(jié)合煤礦拱形巷道的特點，使用帶式傳送機安裝技術(shù)，設(shè)計了一種應(yīng)用于煤礦拱形巷道的帶式輸送機安裝系統(tǒng)，大大優(yōu)化了帶式輸送機的安裝過程，提高了工作效率和安全性，減少了人力和物力的消耗，能夠給煤礦相關(guān)工作提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機;煤礦拱形巷道;安裝;安全性

0 引言

煤礦生產(chǎn)機械化水平的提高推動了帶式傳送機在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前來說帶式傳送機多應(yīng)用于露天煤礦工作、井下巷道煤礦工作和煤礦生產(chǎn)的運輸中，能夠?qū)ξ锪线M行水平運輸和傾斜運輸，具有運輸量較大，能夠進行連續(xù)運輸，運輸較快，運輸效率高等多個優(yōu)點。傳統(tǒng)的帶式輸送機的安裝首先需要預(yù)埋地腳螺栓，以對應(yīng)帶式輸送機機座的安裝孔，然后通過螺母將兩者固定。這種安裝較為復(fù)雜，缺點較多，安裝花費的時間、人力、物力較大。為了提高帶式輸送機的安裝效率，節(jié)約成本，需要對其安裝過程進行研究，本文針對煤礦拱形巷道帶式輸送機的安裝問題提出一種無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，大大改進了安裝過程，簡化了安裝流程，提高了安裝效率。

1 帶式傳送機無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)概述

1.1 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)設(shè)計過程

對煤礦帶式輸送機進行設(shè)計，一般主要考慮幾個方面的因素：輸送長度、輸送機安裝傾角、輸送能力、輸送物料堆積容量、輸送物料堆積角、輸送物料平均塊度、輸送物料最大塊度。另外，設(shè)計時還需要參考帶式輸送機的實際工作環(huán)境、給料點的具體位置、輸送機的實際工作強度、物料裝卸方式等。

設(shè)計過程主要包括以下幾個步驟：

①以煤礦生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)確定帶式輸送機的運輸量Q，公式為：Q=1.25×（Q×104）/（300×4），其中，Q：設(shè)計運輸量;Q：煤礦生產(chǎn)能力;

②確定帶式輸送機的工作帶速V，一般設(shè)計范圍在1.25到3.15之間;

③確定輸送機帶寬B，計算公式為：B=[Q/K×γ×V×

Cst]0.5，其中，K：裝料斷面系數(shù);Cst：輸送機傾斜系數(shù);γ：輸送物料堆積容量。計算后需要對照MT414中的帶寬標(biāo)準(zhǔn)值，如果不符合規(guī)定，需要進行修改;

④驗算帶寬的合格性。對于沒有經(jīng)過篩分處理的散裝物料來說帶寬應(yīng)滿足B≥2Xmax+0.2;對于經(jīng)過篩分處理的散裝物料來說帶寬應(yīng)滿足B≥3Xm+0.2。其中，Xmax：輸送物料的最大塊度;Xm：輸送物料的平均塊度;

⑤計算輸送機的實際輸送能力Qn，公式為：Qn=3600×

Amax×V×Cst，其中，Amax：最大裝料斷面面積;

⑥確定托輥型號。托輥的選型需要參考帶寬、帶速、動靜載荷等數(shù)據(jù)，計算完成之后需要對比靜載荷和動載荷數(shù)值，以數(shù)值較大的載荷為依據(jù)選擇托輥。

設(shè)計完成后需要計算帶式輸送機的張力以及進行強度校核。為了保證輸送機的正常工作，輸送帶的最小張力需要滿足兩個條件：第一是傳動滾筒能夠傳遞足夠大的圓周力，以避免輸送帶打滑;第二是需要嚴(yán)格控制托輥之間輸送帶的下垂度，一般來說允許的垂直度在2%以內(nèi)。

1.2 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)安裝組成

根據(jù)上述設(shè)計過程，本文設(shè)計了如圖2所示的無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，主要包括卸載部、主驅(qū)動部、副驅(qū)動部、張緊裝置、卷帶裝置及機尾部，其中帶式輸送機的型號是DSJ140/300/3×630，具有可伸縮的特點，能夠滿足工作要求。參考設(shè)計手冊對該裝置各個部分進行受力分析并進行計算，得出卸載部分受力最大。

1.3 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)設(shè)計原理

無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)利用了液壓支柱，使用液壓支柱能夠增大工作時輸送機底座的正壓力，以達(dá)到增大與地面之間摩擦阻力的目的，這樣就能夠有效避免工作過程中設(shè)備因受力發(fā)生位移。

根據(jù)帶式輸送機的受力計算結(jié)果，可以分為五組無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，每組包括底座和液壓支柱。五組系統(tǒng)的分布情況為：4組的液壓支柱安裝在輸送機兩側(cè)，兩個小油缸能夠?qū)χе较蜻M行調(diào)節(jié)，兩個大油缸能夠提供一定的支持力。工作過程中，將帶式輸送機的支架固定在無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)底座上，輸送機底座通過銷軸與液壓支柱底部連接，將液壓支柱頂部與巷道頂部固定連接在一起。這樣大油缸工作時就能夠增大安裝系統(tǒng)底座與地面的摩擦阻力，將帶式輸送機固定在地面上。如圖3所示是無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。

1.4 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的特點

無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的帶式輸送機安裝方式有以下幾個優(yōu)點：

①液壓支柱通過無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)底座與帶式輸送機支架固聯(lián)在一起，能夠避免兩者發(fā)生相對位移;

②由于輸送機中心線與搭接硐室中心線存在著400mm的偏差，所以需要將兩側(cè)液壓支柱的高度設(shè)計為不同值以保證受力平衡，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性;

③由于工作環(huán)境的影響，液壓支柱在工作時可能會出現(xiàn)滑動、位移等情況，無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)支柱頂部設(shè)計了防滑裝置，能有效避免液壓支柱的移動;

④根據(jù)受力分析和計算結(jié)果調(diào)整液壓支柱的位置和安裝角度，使液壓支柱工作位置達(dá)到最佳;

⑤液壓系統(tǒng)具有較高的安全性，能夠通過手動閥控制液壓系統(tǒng);

⑥在系統(tǒng)中安裝壓力表，隨時監(jiān)測液壓系統(tǒng)壓強，出現(xiàn)問題及時進行維護，可以保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。

2 帶式傳送機無基礎(chǔ)安裝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 固定帶式輸送機

由于傳統(tǒng)帶式輸送機的安裝過程較為復(fù)雜，需要消耗大量的人力物力，使用帶式輸送機無基礎(chǔ)安裝技術(shù)省去了繪制安裝基礎(chǔ)圖紙、預(yù)埋地腳螺栓和螺帽固定等安裝環(huán)節(jié)，大大簡化了安裝流程、減少了成本的投入、提高了安裝效率。帶式輸送機無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的安裝過程主要包括以下幾個部分：

①將無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)移動至預(yù)定位置，并連接固定住輸送機支架;

②調(diào)節(jié)液壓閥使小油缸工作，控制液壓支柱的方向;

③調(diào)節(jié)液壓閥使液壓支柱頂住頂板，在調(diào)節(jié)液壓支柱的過程中需要時刻注意壓力表的示數(shù)，控制油缸內(nèi)部壓強到達(dá)指定值。工作時如出現(xiàn)泄壓情況需要及時進行補壓，保證系統(tǒng)的正常工作。

2.2 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的布置

以帶式輸送機的受力情況與計算結(jié)果為基礎(chǔ)確定無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)在機頭部的安裝位置，受力情況如下表所示：

由上表可知，卸載部所受力最大，為582kN，其次是副驅(qū)動部，為245kN。為了最大限度使每組液壓支柱受力降到最低，在設(shè)計時將主驅(qū)動部、卸載部與副驅(qū)動部的座體進行連接固定，如圖4所示。通過計算分析該整體的受力情況，最后受力結(jié)果為344.8kN，為了使無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)正常工作，選定直徑為180mm的大液壓缸活塞。計算得到系統(tǒng)受到的最大壓力使17.16MPa，符合泵站規(guī)定的15-20MPa的范圍。

對整體進行受力分析后確定卸載部液壓支柱角度為105度，張緊裝置部液壓支柱角度為75度，除此之外其他的液壓支柱角度都是90度。

2.3 無基礎(chǔ)安裝技術(shù)在拱形巷道中的應(yīng)用

由于煤礦拱形巷道頂板不平整，在設(shè)計過程中根據(jù)工作的實際環(huán)境在液壓支柱上端也設(shè)計了座體，以實現(xiàn)液壓支柱與巷道頂板的固定連接。液壓支柱上端座體主要包括上板、立板和下板，具體如圖6所示。設(shè)計時，上板走向與巷道頂板走向相近，方便兩者連接;下板連接液壓支柱并與其垂直;立板與上下板連接并于兩者垂直。

液壓支柱上端座體打有直徑為30mm的盲孔，在盲孔里面安裝有長度不一的圓柱體。在工作過程中，當(dāng)座體接觸到巷道頂板后，隨著液壓支柱的繼續(xù)增高，盲孔內(nèi)一部分較長的圓柱體就能插入頂板，達(dá)到固定效果，避免座體發(fā)生位移，實現(xiàn)定位。液壓支柱再繼續(xù)增高，較短的圓柱體也會插入巷道頂板中，能夠避免座體沿拱形巷道向中線方向移動，大大提高了無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文提出的煤礦拱形巷道帶式輸送機無基礎(chǔ)安裝技術(shù)能夠有效解決帶式輸送機安裝過程復(fù)雜、成本投入大的問題，提高了安裝過程中的穩(wěn)定性和安全性，通過機械化實現(xiàn)了煤礦設(shè)備的快速安裝，促進了煤礦技術(shù)的機械化、自動化，為相關(guān)工作提供了一個可供參考的思路。

參考文獻：

[1]宋奕.煤礦用帶式輸送機設(shè)計計算與應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013，32（10）：13-14.

[2]劉小明，張杰文.煤礦拱形巷道帶式輸送機無基礎(chǔ)安裝技術(shù)初探[J].神華科技，2018，16（06）：18-20.

作者簡介：

黨正偉（1974- ），男，漢族，山西忻州保德人，機電工程師，大同煤礦集團軒崗煤電公司焦家寨礦機電礦長。研究方向：煤礦機電管理、煤礦機械與供電系統(tǒng)設(shè)計等。