淺析在大傾角巷道中SDJ-150型皮帶運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用

陳寶林

（雞西礦業(yè)集團(tuán)城山煤礦，黑龍江 雞西 158100）

皮帶輸送機(jī)是以皮帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)化運(yùn)輸設(shè)備，是礦井使用較為廣泛的運(yùn)輸設(shè)備之一。主要用于綜采和高檔普采工作面的區(qū)段平巷，采區(qū)上下山等運(yùn)輸中。通常用于傾斜巷道運(yùn)輸時(shí)，考慮到皮帶與荷載之間的動(dòng)摩擦系數(shù)以及地質(zhì)、塊度、含水情況的影響，一般傾斜向上運(yùn)輸不超過(guò)18°，向下運(yùn)輸不超過(guò)15°，但是遼寧鐵法礦業(yè)集團(tuán)大隆煤礦1175采煤隊(duì)經(jīng)過(guò)研究，對(duì)原有運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并進(jìn)行了大膽嘗試，使原有二臺(tái)SDJ-150皮帶伸長(zhǎng)了120m，改造后的輸送長(zhǎng)度達(dá)到420m，最大坡度達(dá)到22°。這一運(yùn)輸系統(tǒng)改造的成功，使皮帶輸送機(jī)上行運(yùn)煤的最大坡度增加了4°，同時(shí)節(jié)省了兩臺(tái)SGW－150型刮板輸送機(jī)，下面將這一成功經(jīng)驗(yàn)與大家共同交流一下。

1 問(wèn)題的提出

1175采煤隊(duì)原皮帶道設(shè)有兩臺(tái)SDJ－150型皮帶：一臺(tái)皮帶230m，傾角為15°，二臺(tái)皮帶300m，傾角為18°，在二臺(tái)皮帶至下巷順槽皮帶的120m的區(qū)間內(nèi)，巷道坡度達(dá)到了22°，當(dāng)初準(zhǔn)備鋪設(shè)兩臺(tái)SGW－150型刮板輸送機(jī)，但是根據(jù)SDJ－150型皮帶的技術(shù)參數(shù)：輸送量：630t/h，水平輸送長(zhǎng)度：1000m，帶速：1.9m/s，輸送帶面寬度：1000mm，傾角為180時(shí)，上山輸送長(zhǎng)度不超過(guò)400m，根據(jù)此技術(shù)參數(shù)，考慮能否將二臺(tái)SDJ－150型皮帶伸長(zhǎng)至下巷順槽皮帶處，這樣二臺(tái)SDJ－150型皮帶將達(dá)到420m，傾角將達(dá)到220，SDJ－150型皮帶能否突破上山運(yùn)輸不超過(guò)180，運(yùn)輸距離不超過(guò)400m的極限。在生產(chǎn)中能否保證其安全運(yùn)行，皮帶的強(qiáng)度能否達(dá)到要求，這將是我們對(duì)二臺(tái)皮帶能否伸長(zhǎng)至下巷順槽處提出的首要問(wèn)題。因此，首先需要我們計(jì)算一下皮帶輸送機(jī)的強(qiáng)度能否達(dá)到要求。

2 皮帶輸送機(jī)強(qiáng)度的計(jì)算

根據(jù)采機(jī)的截深計(jì)算出皮帶的運(yùn)輸生產(chǎn)率為200 t/h，則計(jì)算如下：

2.1 輸送帶允許承受的最大張力

〔S〕＝σdiB/m=300×3×1000/11=81818.2N/mm

式中：σd-輸送帶每層單位寬度的縱向拉斷強(qiáng)度N/（mm層）；i－尼龍層數(shù)；B－輸送帶寬；m－輸送帶安全系數(shù)，取11。

2.2 輸送帶上物料的線質(zhì)量

q=Q/3.6v=200/3.6×1.9=29.24Kg/m

2.3 輸送帶的線質(zhì)量

qd=B(iδ+δ1+δ2)ρ=1.0×(3×1.25+3+1)×1.1=8.53Kg/m

式中：δ-輸送帶中每層尼龍的厚度（mm），平均取δ＝1.25mm；ρ－輸送帶材料的平均密度（Kg/dm3）ρ取 1.1；δ1、δ2-分別為上下覆蓋層厚度mm。

2.4 托輥組的線質(zhì)量

qt′=G′/lt′=11/1.5=7.33 Kg/m

qt″=G″/lt″=11/3=3.67 Kg/m

式中：qt′、qt″--分別為承載分支和回空分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分的線質(zhì)量；G′、G″--分別為承載分支和回空分支托輥組旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量；lt′、lt″--分別為承載分支和回空分支托輥組的布置間距m。

2.5 承載分支直線段輸送帶的運(yùn)行阻力

w1=ω′(q+qd+qt′)gLcosβ+(q+qd)gLsinβ

=0.04×(29.24＋8.53＋7.33)×10×420cos22°＋(29.24＋8.53)×10×420sin22°

=66450.43N

回空分支直線段輸送帶的運(yùn)行阻力w2=ω″(qd+qt″)gLcosβ－qdgLsinβ

=0.035(8.53＋3.67)×10×420cos22°－8.53×10×420sin22°

=－11757.84N

式中：ω′、ω″--分別為輸送沿承載分支和回空分支運(yùn)行的阻力系數(shù)；L-輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度；β-輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角。

2.6 輸送帶的張力驗(yàn)算

S1=n(Kw2＋w1)/[eμα－1＋n(1－K)])

=1.17(－1.04×11757.84＋66450.43)/[e0.2×8.25－1＋1.17×(1－1.04)]

=15348.54N Smax=K4S1＋K2w2＋Kw1

=1.044×15348.54＋1.042×(－11757.84)＋1.04×66450.43

=74346.79N

2.7 檢驗(yàn)輸送帶強(qiáng)度

通過(guò)以上計(jì)算：由于〔S〕≥Smax，所以改造后皮帶的強(qiáng)度可滿足要求。

3 改造后的經(jīng)濟(jì)分析

若將二臺(tái)皮帶伸長(zhǎng)至下巷順槽皮帶處，用一臺(tái)SDJ－150型皮帶運(yùn)輸，這樣可節(jié)省兩臺(tái)SGW－150型刮板輸送機(jī)，每月可節(jié)省電費(fèi)7.0萬(wàn)余元，節(jié)省看點(diǎn)人員8人，月節(jié)省工資近1.5萬(wàn)元，每月的檢修費(fèi)用可節(jié)省近1.5萬(wàn)元，節(jié)省兩臺(tái)開(kāi)關(guān)計(jì)6000元，全月可節(jié)省費(fèi)用近11萬(wàn)元，同時(shí)皮帶道的設(shè)備點(diǎn)由4臺(tái)減少到2臺(tái)，事故率減少了近50%，經(jīng)過(guò)以上的分析對(duì)比，決定將二臺(tái)SDJ－150皮帶伸長(zhǎng)至下巷順槽皮帶處。

4 改造后可能會(huì)存在的問(wèn)題及采取的防范措施

在煤炭生產(chǎn)中，皮帶輸送機(jī)是重要的運(yùn)輸設(shè)備，但在傾角大、距離長(zhǎng)、負(fù)荷大的上山運(yùn)輸中，由于皮帶的長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和一些意外因素，都可能導(dǎo)致皮帶輸送機(jī)發(fā)生事故，例如：皮帶跑偏、打滑、斷帶、飛煤傷人、托輥不轉(zhuǎn)增大運(yùn)行阻力等，那么采取怎樣積極有效的防范措施，才能防止以上事故的發(fā)生，保證其安全運(yùn)行呢？

4.1 注意檢查和調(diào)整輸送帶的跑偏問(wèn)題

皮帶輸送機(jī)跑偏會(huì)造成輸送帶邊緣與機(jī)架相互摩擦，使輸送帶邊緣過(guò)早損壞。跑偏嚴(yán)重時(shí)，輸送帶將脫離托輥而掉下來(lái)，造成事故。為解決這類故障，重點(diǎn)要注意安裝的尺寸精度與日常的維護(hù)保養(yǎng)。首先驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒的調(diào)整是皮帶跑偏調(diào)整的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)橐粭l輸送機(jī)的所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶輸送機(jī)長(zhǎng)度方向的中心線，若偏斜過(guò)大，必然發(fā)生跑偏，這就要求我們必須準(zhǔn)確安裝好驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒的位置。其次，漲緊滾筒的兩個(gè)軸承座移動(dòng)時(shí)應(yīng)當(dāng)同時(shí)平移，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。另外，轉(zhuǎn)載點(diǎn)處物料的落料位置與皮帶跑偏有非常大的影響，尤其在兩條皮帶機(jī)在水平面的投影成垂直時(shí)影響更大。通常應(yīng)當(dāng)考慮轉(zhuǎn)載點(diǎn)處上下兩條皮帶機(jī)的相對(duì)高度。相對(duì)高度越低，物料的水平速度分量越大，對(duì)下層皮帶的側(cè)向沖擊也越大，同時(shí)，物料也很難居中。使在皮帶橫斷面上的物料偏斜，最終導(dǎo)致皮帶跑偏。因此，在安裝過(guò)程中，應(yīng)盡可能地加大兩條皮帶的相對(duì)高度。

4.2 注意檢查托輥的運(yùn)轉(zhuǎn)情況

托輥運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活程度對(duì)整臺(tái)皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、功率消耗、托輥和輸送帶的使用壽命、維護(hù)工作量及煤炭的運(yùn)輸成本都有很大影響。托輥在運(yùn)轉(zhuǎn)中往往出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至轉(zhuǎn)不動(dòng)。這樣，托輥由滾動(dòng)摩擦變成滑動(dòng)摩擦，阻力系數(shù)增大10倍左右，其結(jié)果造成運(yùn)行阻力增大，功率消耗增加。由于托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，使托輥和輸送帶的磨損加劇，使用壽命降低，并且要經(jīng)常大量更換托輥，維護(hù)工作量增多，導(dǎo)致煤的運(yùn)輸成本升高。更嚴(yán)重的是，滑動(dòng)摩擦使不轉(zhuǎn)的托輥溫度升高，停機(jī)時(shí)有可能損壞膠帶，當(dāng)使用非阻燃帶時(shí)，還可能引火災(zāi)。因此，要經(jīng)常檢查托輥運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活程度，及時(shí)更換轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的托輥。

4.3 注意檢查輸送帶的拉緊情況，防止皮帶打滑

皮帶輸送機(jī)是靠輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒的摩擦來(lái)傳遞牽引力的。由于皮帶張力不夠，皮帶與驅(qū)動(dòng)滾筒之間摩擦系數(shù)減小，則輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上可能打滑，特別是在重載啟動(dòng)時(shí)更易打滑。打滑將使輸送帶溫度升高，造成局部損壞。此外，輸送帶過(guò)松時(shí)，在儲(chǔ)帶裝置中可能造成輸送帶相互接觸，引起輸送帶跑偏。輸送帶也不能過(guò)緊，否則將造成輸送帶受力過(guò)大，驅(qū)動(dòng)滾筒磨損加劇，功率消耗增加，甚至造成斷帶。因此，必須及時(shí)調(diào)整拉緊裝置，使皮帶始終保持適當(dāng)?shù)膹埩?。及時(shí)更換損壞的托輥，清除纏繞的雜物，使阻力減小，不在重載下啟動(dòng)，不準(zhǔn)水流煤泥水進(jìn)入皮帶，防止皮帶與驅(qū)動(dòng)滾筒的接觸面浸入泥水、煤泥等而降低摩擦系數(shù)，從而使皮帶打滑。

4.4 設(shè)好擋矸簾，防止飛煤傷人

因?yàn)檫@臺(tái)輸送機(jī)的最大坡度為22°，有時(shí)可能會(huì)因?yàn)槊簤K因下滑飛出傷人，因此，不準(zhǔn)有大于300mm的煤塊上皮帶，并且在皮帶輸送機(jī)的上方每隔20m設(shè)一道擋矸簾，以防飛煤傷人，并取得了較好的效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

大隆煤礦1175采煤隊(duì)經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的安全運(yùn)行，取得了較好的效果，對(duì)二臺(tái)皮帶改造的成功，使皮帶輸送機(jī)上山的運(yùn)煤傾角達(dá)到了22°，運(yùn)輸距離達(dá)到了420m，而且節(jié)省了兩臺(tái)設(shè)備，將節(jié)省下來(lái)的看點(diǎn)人員充實(shí)到工作面中去，增加了工作面的力量，加快了工作面的循環(huán)速度，提高了原煤產(chǎn)量。

[1]周士瑜.有關(guān)皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)理論的幾個(gè)問(wèn)題[J].北京礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1957-06-30.