宋戰(zhàn)來

(晉能控股裝備制造集團(tuán) 金鼎山西煤機(jī)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

根據(jù)某礦井“十四五”規(guī)劃的要求和目標(biāo)，現(xiàn)有大巷帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求，需要對運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，以提升運(yùn)輸能力。受巷道整體寬度不足的制約，需要對巷道行人側(cè)進(jìn)行擴(kuò)幫，產(chǎn)生的矸石通過原有大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。但是，膠帶機(jī)巷行人側(cè)布置有軌道，整體空間狹小，機(jī)械設(shè)備(如礦用鏟車)輔助作業(yè)困難，巷道掘進(jìn)出來的矸石只能依靠人工用鐵鍬運(yùn)到大巷帶式輸送機(jī)上，原始的手工搬運(yùn)作業(yè)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前綜掘設(shè)備的現(xiàn)代化進(jìn)度，掘進(jìn)出來的矸石不能及時(shí)運(yùn)出井外，嚴(yán)重制約著工程進(jìn)度，影響工程完工時(shí)間。針對上述問題，本文通過對膠帶機(jī)巷工況條件進(jìn)行分析，結(jié)合礦方使用需求，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡單、操控方便、能夠旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)式帶式輸送機(jī)，以解決膠帶機(jī)巷擴(kuò)建產(chǎn)生的矸石運(yùn)輸困難的難題。

1 方案設(shè)計(jì)

本文旨在解決巷道擴(kuò)幫時(shí)掘進(jìn)出來的矸石運(yùn)輸問題，結(jié)合前期對礦方施工現(xiàn)場調(diào)研情況，通過對旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究分析，設(shè)計(jì)了一部短距離、旋轉(zhuǎn)型、移動(dòng)式帶式輸送機(jī)。旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)利用井下巷道中現(xiàn)有軌道平穩(wěn)行駛，工人只需將掘進(jìn)出來的矸石裝到該帶式輸送機(jī)上，通過調(diào)整其與大巷皮帶機(jī)的搭接角度可直接運(yùn)到大巷帶式輸送機(jī)上，解決了矸石距離帶式輸送機(jī)遠(yuǎn)，人工作業(yè)時(shí)需要跨越軌道的難題，同時(shí)，節(jié)省了空間，滿足了巷道掘進(jìn)進(jìn)度需求。

2 膠帶機(jī)巷道布置

該膠帶機(jī)巷寬4 000 mm，帶式輸送機(jī)布置在巷道非行人側(cè)，其中心距巷道中心1 000 mm；行人側(cè)布置有軌道，其中心距巷道中心950 mm。經(jīng)計(jì)算分析，膠帶機(jī)巷總寬度至少達(dá)到4 500 mm時(shí)才能滿足改造后的旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)的安裝要求，行人側(cè)巷道擴(kuò)幫掘進(jìn)出來的矸石距原大巷帶式輸送機(jī)2 500 mm。膠帶機(jī)巷道布置如圖1所示。

圖1 膠帶機(jī)巷道布置

3 旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)式帶式輸送機(jī)主要由承載架體、旋轉(zhuǎn)小車、擋料裝置、上托輥組、下托輥組、清掃裝置、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，如圖2所示。主要技術(shù)參數(shù)如下：帶寬為650 mm、帶速為1.6 m/s、整機(jī)長度為4 180 mm、輪距為600 mm，適用于巷道傾角18°。

3.1 承載架的設(shè)計(jì)

承載架采用整體框架式設(shè)計(jì)，由50×50的方鋼焊接而成，結(jié)構(gòu)輕、強(qiáng)度大，如圖3所示。在滿足搭接長度的情況下，經(jīng)計(jì)算分析，架體長度設(shè)計(jì)為4 180 mm，寬度為980 mm，既減輕了整機(jī)重量，又便于承載架繞著回轉(zhuǎn)支撐在巷道行人側(cè)旋轉(zhuǎn)。

圖3 承載架

3.2 旋轉(zhuǎn)小車的設(shè)計(jì)

旋轉(zhuǎn)小車主要由車體、車輪組件、回轉(zhuǎn)支撐、止爬裝置等組成，如圖4所示。

車體的傾斜角度主要由承載架尾部的高低決定，為了便于使用鐵鍬裝運(yùn)物料，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通過現(xiàn)場模擬，承載架尾部距離地面的高度在600 mm～700 mm為宜。在保證承載架與巷道底板平行的前提下，通過把小車座體后車輪抬高200 mm，使座體與水平面平行，保證承載架始終處于水平狀態(tài)，承載架與巷道形成夾角時(shí)，膠帶也不會(huì)發(fā)生傾斜，保證物料在膠帶中間不灑落。了防止帶式輸送機(jī)向后側(cè)翻和倒滑，在座體前面設(shè)計(jì)了止爬裝置，當(dāng)小車靜止時(shí)，止爬裝置可以很好地卡在軌道上防止小車倒滑。

小車與承載架通過回轉(zhuǎn)支撐連接，回轉(zhuǎn)支承能夠同時(shí)承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷、傾覆力矩等綜合載荷，從而保證了承載架能夠旋轉(zhuǎn)，通過自身的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)其與大巷帶式輸送機(jī)之間的搭接角度，確保兩者運(yùn)行方向一致，滿足不同位置的傳輸，特別適用于巷道狹窄工作面。

1-擋料裝置；2-承載架；3-上托輥組；4-旋轉(zhuǎn)小車；5-下托輥組；6-清掃裝置；7-驅(qū)動(dòng)裝置

3.3 托輥組

托輥直徑全部為89 mm，上托輥組安裝在承載架上橫梁中，共4組，用于支撐膠帶及物料，靠近頭部和尾部采用三輥式槽形掛鉤托輥組，使膠帶槽角趨于平緩，便于裝卸物料，中間2組采用四輥式槽形掛鉤托輥，通過增大膠帶的傾斜角度，可減少物料向后滑落，保證物料運(yùn)輸?shù)钠椒€(wěn)性；下托輥組采用平托輥，安裝在承載架下橫梁中，共3組，用于支撐回程段膠帶。

1-車體；2-車輪組件；3-回轉(zhuǎn)支撐；4-止爬裝置

3.4 驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置采用YDB型滑塊式防爆電動(dòng)滾筒，滾筒直徑為320 mm，筒體長為650 mm，功率為4 kW，額定轉(zhuǎn)速為95 r/min。由內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置代替了原來的外驅(qū)動(dòng)裝置，該結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，占地少，維護(hù)方便，且能夠很好地適應(yīng)可燃性氣體瓦斯粉塵及其他爆炸性氣體環(huán)境。

3.5 擋料裝置及清掃器

機(jī)頭與機(jī)尾均設(shè)有擋料裝置，物料通過擋料裝置集中到輸送帶的中心部位，避免運(yùn)輸過程中灑落。電動(dòng)滾筒下方設(shè)有彈簧清掃器，可以清除輸送帶上粘附的物料，防止物料進(jìn)入尾部滾筒。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目已經(jīng)在井下投入使用，取得了預(yù)期效果，有效地解決了巷道加寬矸石運(yùn)輸困難的問題，而且取得了很好的口碑，隨著各整合礦井的擴(kuò)建，需求量也會(huì)越來越大。該結(jié)構(gòu)機(jī)身在井下的成功應(yīng)用，為類似工況條件巷道或使用需求礦井提供了很好的借鑒。