劉 瑩

（晉中市煤炭規(guī)劃設計研究院，山西 晉中 030600）

引言

近年來，隨著煤礦的生產(chǎn)能力的不斷提升，礦井的開采面積不斷擴大，對應的開采年限不斷延長，從而工作面煤炭、矸石以及設備等物料的運輸距離不斷增加，因此，對運輸設備的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。煤礦傳統(tǒng)機電運輸設備采用串聯(lián)系統(tǒng)實現(xiàn)原煤的運輸，一旦其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障會影響整條線上的運輸效率?？梢哉f，煤礦機電運輸設備性能對其安全性和生產(chǎn)效率具有重要意義[1]。

1 機電運輸設備的選型

針對煤礦生產(chǎn)基于一套合理、有效的選型方案對完成設備的選型、保證煤礦高效、安全生產(chǎn)具有重要意義。本節(jié)重點對帶式輸送機、刮板輸送機以及裝載機的選型方案進行分析。

1.1 帶式輸送機的選型方案

一般情況下，帶式輸送機選型的確定需綜合考慮運輸物料的參數(shù)及其工作條件。其中，運輸物料的參數(shù)主要是對物料的塊度、粒度、密度以及水分等；工作條件包括有帶式輸送機在運輸中的給料、卸料位置及形式，工作面的實際運輸能力以及運輸距離、傾斜角度等[2]。結合上述兩項參數(shù)主要完成對帶式輸送機帶寬及帶速的確定。

1.1.1 帶式輸送機帶寬的確定

帶式輸送機帶寬確定的主要依據(jù)為物料的塊度。除此之外，還需綜合考慮物料在帶式輸送機上的堆積角和橫截面積。結合帶式輸送機的選型設計手冊，可以明確查閱到物料在帶式輸送機上的堆積角和最大橫截面積與物料類型、運速之間的關系，并得出如表1所示的結論：

表1 帶式輸送機帶寬與物料塊度之間的關系

1.1.2 帶式輸送機運行速度的確定

帶式輸送機的運行速度與設備本身所應滿足的運輸能力與帶式輸送機的寬度相關。同時，在實際運行速度確定時還需考慮如下因素：

1）當運輸物料的塊度較小且不存在傾角運輸情況時，建議選擇較高的運行速度；

2）當運輸物料塊度較大且容易滾動，工作面為傾斜工作面時建議采用較低的運行速度；

3）當帶式輸送機輸送帶的強度不足時，可采用較高的運輸間接降低輸送帶所需的強度值；

4）對于不同的卸料裝置，所對應的帶速也不同。當卸料裝置為卸料車時要求運行速度不得大于2.5 m/s；當卸料裝置為犁式卸料器時要求運速速度不得大于2 m/s。

1.2 刮板輸送機及裝載機的選型方案

刮板輸送機選型的主要依據(jù)為其運輸能力[3]。一般情況下，要求刮板輸送機的運輸能力大于采煤機的生產(chǎn)能力，依次為依據(jù)根據(jù)式（1）推算出刮板輸送機的中部槽的斷面面積和運行速度。

式中：Q為刮板輸送機的運輸能力；F為刮板輸送機中部槽裝載的斷面積；φ為刮板輸送機中部槽的裝滿系數(shù)，一般取φ為0.65~0.9；r為刮板輸送機所運輸原煤的松散密度；v為刮板鏈的運行速度。

對所選型刮板輸送機的刮板鏈強度還需進行精確核算，以保證刮板輸送機運行的安全性和可靠性。

對于裝載機的選型一般根據(jù)刮板輸送機的選型結論，結合二者的配套關系完成裝載機的選型。一般情況，裝載機與刮板輸送機均在一個廠家完成選型。

1.3 機電運輸設備的選型總結

如“1.1”和“1.2”中所述為目前大部分煤礦針對機電運輸設備所采用的選型原則。但是，僅僅基于上述原則對帶式輸送機、刮板輸送機以及裝載機等選型時還存在很多問題：

1）隨著綜采工作面的不斷延長，對應機電運輸設備越發(fā)復雜，僅僅基于上述原則選型時導致后期運輸能力不足，還需對機電運輸設備進行再次配置；

2）目前，機電運輸設備品牌類型較多，而且各類產(chǎn)品的質量得不到保證，基于上述原則往往導致所選型設備的故障率較高。

2 機電運輸設備選型的適應性研究

僅通過理論層面完成對機電運輸設備的選型是遠遠不能夠滿足實際生產(chǎn)的需求，還需根據(jù)礦井的實際情況對選型進行適應性研究。

2.1 帶式輸送機選型的適應性研究

2.1.1 滾筒選型的適應性

帶式輸送機滾筒分為傳動滾筒和改向滾筒。其中，傳動滾筒采用鑄膠表面的滾筒；改向滾筒采用光面鑄膠的滾筒。其中，對于人字形鑄膠表面的傳動滾筒與傳輸方向一致；而對于菱形鑄膠表面的傳動滾筒可應用于可逆轉的帶式輸送機。

2.1.2 輸送帶選型的適應性

目前，我國帶式輸送機輸送帶一般以鋼絲繩芯輸送帶為主。對于鋼絲繩芯輸送帶而言，其選型的主要依據(jù)為拉伸強度，計算公式如式（2）所示：

式中：Gx為鋼絲繩芯輸送帶的拉伸強度；Fmax為帶式輸送機在正常運輸工況下的最大張力；nA為靜安全系數(shù)，取7~9；B為帶式輸送機的帶寬。

根據(jù)鋼絲繩芯輸送帶的拉伸強度參照設計手冊得出輸送帶的厚度、內部鋼絲繩芯的間距以及鋼絲繩的最大直徑等參數(shù)；同時，根據(jù)輸送帶的帶寬確定得出輸送帶中鋼絲繩的數(shù)量。

2.1.3 其他裝置選型的適應性

對于帶式輸送機的驅動裝置，結合調速性能和節(jié)能效果一般采用CST或變頻驅動方式。

對于帶式輸送機的制動裝置，根據(jù)其運行方向確定。一般情況，對于水平或上運帶式輸送機采用電磁液壓制動器，對于下運帶式輸送機采用盤式制動器。

2.2 刮板輸送機及裝載機選型的適應性研究

刮板輸送機選型的首要依據(jù)為運輸能力與采煤機的落煤生產(chǎn)能力相匹配。一般情況下，要求刮板輸送機的運輸能力為采煤機落煤生產(chǎn)能力的1.2倍[4]。

對于刮板輸送機鏈條數(shù)量選型時需結合原煤的硬度進行確定。一般情況下，原煤硬度較小時選用單鏈或雙中鏈，原煤硬度較大時選用雙邊鏈。

結合我國綜采工作面的采煤工藝，一般選擇短機尾和短機頭，同時確保機頭和機尾中板的升角不能過大。

對于裝載機的選型，參考刮板輸送機的選型。

3 結語

帶式輸送機、刮板輸送機以及裝載機為煤礦綜采工作面運輸?shù)闹饕O備，其穩(wěn)定性和可靠性直接決定煤礦生產(chǎn)能力和效率。為保證煤礦機電運輸設備的性能滿足實際生產(chǎn)的需求，應考慮其適應性對其進行選型。