帶式輸送機(jī)可彎曲裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

閆 寧

(大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)有限公司)

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帶式輸送機(jī)可彎曲裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

閆 寧

(大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)有限公司)

雁崖煤業(yè)公司塔山擴(kuò)區(qū)山在掘進(jìn)2#層帶式輸送機(jī)大巷過(guò)程中，為避免斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，致使巷道掘進(jìn)后形成坡度和彎度，造成帶式輸送機(jī)穩(wěn)裝運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)跑偏、摩擦起火、電機(jī)燒毀等事故。為此，決定在2#層運(yùn)輸大巷拐彎處加裝一套輸送機(jī)可彎曲裝置，以降低輸送機(jī)因跑偏、負(fù)載等造成電機(jī)燒毀機(jī)率，取得了顯著效果。

帶式輸送機(jī) 可彎曲裝置 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

1 概 述

帶式輸送機(jī)是煤礦井下最主要的運(yùn)輸工具，盤(pán)區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)是整個(gè)盤(pán)區(qū)煤炭開(kāi)采、巷道掘進(jìn)排矸的重要環(huán)節(jié)，但當(dāng)運(yùn)輸大巷遇特殊地質(zhì)構(gòu)造、運(yùn)輸巷道有較多坡度和彎度時(shí)，就必須穩(wěn)裝多部輸送機(jī)或刮板輸送機(jī)聯(lián)合排矸，造成了運(yùn)輸大巷機(jī)電設(shè)備多、巷道擁擠，人工穩(wěn)裝設(shè)備難度大、設(shè)備成本費(fèi)用高、單個(gè)機(jī)電設(shè)備事故率高，運(yùn)輸能力大大降低。與傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)相比，穩(wěn)裝輸送機(jī)具有運(yùn)距長(zhǎng)、運(yùn)輸能力大、穩(wěn)裝操作簡(jiǎn)單、管理方便等優(yōu)點(diǎn)[2]，但對(duì)于彎度較大的運(yùn)輸巷道，穩(wěn)裝單部帶式輸送機(jī)會(huì)造成輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)跑偏、皮帶“跳竄”甚至燒毀電機(jī)現(xiàn)象。

雁崖煤業(yè)公司塔山擴(kuò)區(qū)山2#層運(yùn)輸大巷初期設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1 700 m，為了便于三盤(pán)區(qū)煤炭運(yùn)輸，后期又延伸了2#層運(yùn)輸大巷。在前期階段運(yùn)輸大巷掘進(jìn)至650 m及1 150 m地段時(shí)，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(jìn)及施工安全，決定避開(kāi)斷層帶道，掘進(jìn)斷層帶時(shí)按10°和7°轉(zhuǎn)角進(jìn)行掘進(jìn)，巷道全長(zhǎng)掘進(jìn)后穩(wěn)裝3部DTL140帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)總機(jī)長(zhǎng)為1 700 m，每部帶式輸送機(jī)采用雙電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)功率為400 kW(表1)，但輸送機(jī)穩(wěn)裝后經(jīng)常在轉(zhuǎn)角地段出現(xiàn)打滑、跑偏現(xiàn)象，當(dāng)輸送機(jī)處于負(fù)荷狀態(tài)經(jīng)常燒毀電機(jī)。為保證輸送機(jī)的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)了一套輸送機(jī)彎曲防跑偏裝置。

表1 DTL140帶式輸送機(jī)規(guī)格參數(shù)

2 DTL140輸送機(jī)可彎曲裝置設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

(1)在該礦山運(yùn)輸大巷轉(zhuǎn)角處輸送機(jī)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(shí)不能起到矯正作用，在皮帶具有側(cè)向力運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)造成皮帶向向心力一側(cè)跑偏。為此，決定在輸送機(jī)轉(zhuǎn)角處加裝一套輸送機(jī)可彎曲裝置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)輸巷只穩(wěn)裝一部帶式輸送機(jī)，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(jī)可彎曲裝置結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)角過(guò)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(jī)皮帶跳竄啟停裝置，即當(dāng)輸送機(jī)皮帶過(guò)轉(zhuǎn)角時(shí)帶速過(guò)快、傾向力大，防跑偏裝置不能起到保護(hù)作用時(shí)，皮帶會(huì)出現(xiàn)跳竄現(xiàn)象，造成皮帶扯裂、電機(jī)燒毀，皮帶跳竄啟停裝置可以有效防止皮帶跳竄。

(5)在轉(zhuǎn)角地段每隔2 m安裝一組輸送機(jī)可彎曲裝置，直至過(guò)轉(zhuǎn)角地段，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)安裝了自動(dòng)調(diào)心架，如膠帶機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中膠帶有小的跑偏均能通過(guò)自動(dòng)調(diào)心架進(jìn)行調(diào)整[1]。

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

3 DTL140輸送機(jī)可彎曲裝置安裝注意事項(xiàng)

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

(2)保證輸送機(jī)在直巷階段皮帶架安裝成直線，在彎曲地段皮帶架內(nèi)側(cè)高度應(yīng)根據(jù)巷道彎曲地段轉(zhuǎn)角的大小作出相應(yīng)的調(diào)整[6]。

(3)輸送機(jī)安裝可彎曲裝置后應(yīng)適當(dāng)調(diào)整輸送機(jī)張緊裝置，過(guò)巷道轉(zhuǎn)角地段若皮帶過(guò)緊會(huì)對(duì)輸送機(jī)可彎曲裝置內(nèi)側(cè)段產(chǎn)生更大的傾向力，導(dǎo)致輸送機(jī)跑偏，所以必須保證在過(guò)彎曲地段輸送機(jī)皮帶有一定的松弛度[3]。

(4)保證轉(zhuǎn)角地段安裝輸送機(jī)可彎曲裝置時(shí)曲率半徑不能過(guò)小，運(yùn)輸巷道轉(zhuǎn)彎控制在150°～180°最為適宜[1]。

4 經(jīng)濟(jì)效益

雁崖擴(kuò)區(qū)山2#層運(yùn)輸大巷全長(zhǎng)1 700 m，巷道掘進(jìn)后共計(jì)有2個(gè)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)。

(1)通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)綜合比較，安裝帶式輸送機(jī)可彎曲裝置減少了設(shè)備穩(wěn)裝數(shù)量，不考慮維修費(fèi)用和安裝費(fèi)用，一部TDL/140帶式輸送機(jī)設(shè)備費(fèi)用80萬(wàn)元，多安裝兩部共計(jì)160萬(wàn)元。

(2)根據(jù)初步設(shè)計(jì)，穩(wěn)裝3部帶式輸送機(jī)1 d運(yùn)轉(zhuǎn)10 h計(jì)算，每部輸送機(jī)功率為2×400 kW，全年耗電量為720萬(wàn)kWh(輸送機(jī)一年按300 d運(yùn)轉(zhuǎn))，而安裝輸送機(jī)可彎曲裝置后只需穩(wěn)裝一部輸送機(jī)即可，全年耗電量為240萬(wàn)kWh，全年節(jié)約電量為480萬(wàn)kWh,共計(jì)費(fèi)用90多萬(wàn)元。

(3)維修費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014全年2#層運(yùn)輸大巷穩(wěn)裝3部帶式輸送機(jī)，發(fā)生5起機(jī)電事故，其中燒毀電機(jī)3臺(tái)，輸送機(jī)皮帶撕裂2次，共計(jì)260 m，維修費(fèi)用45萬(wàn)元；2015年輸送機(jī)加裝了可彎曲裝置，運(yùn)輸大巷穩(wěn)裝一部帶式輸送機(jī)，全年發(fā)生1次燒毀電機(jī)機(jī)電事故，維修費(fèi)用5萬(wàn)元，加裝輸送機(jī)可彎曲裝置后降低了機(jī)電事故率，減少維修費(fèi)用達(dá)40萬(wàn)元。

綜合比較可知，運(yùn)輸大巷輸送機(jī)安裝可彎曲裝置后按運(yùn)行1 a計(jì)算，比安裝3部帶式輸送機(jī)節(jié)約費(fèi)用達(dá)300萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

5 結(jié) 語(yǔ)

具有彎度的運(yùn)輸大巷安裝輸送機(jī)可彎曲裝置與傳統(tǒng)的運(yùn)輸系統(tǒng)相比，具有成本低、安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單、便于操作、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。特別在我國(guó)北方煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造較多、巷道在長(zhǎng)距離掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的彎度及坡度多的運(yùn)輸巷道，安裝輸送機(jī)可彎曲裝置非常適合。實(shí)踐證明雁崖煤業(yè)公司塔山擴(kuò)區(qū)山2#層運(yùn)輸大巷安裝輸送機(jī)可彎曲裝置后，不但減少了巷道機(jī)電設(shè)備、電纜、風(fēng)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(yùn)輸能力，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益，具有很好的應(yīng)用前景。

[1] 向國(guó)田,馬 強(qiáng).可彎曲膠帶輸送機(jī)在采區(qū)的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2012(21)：47-48.

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

[3] 牛戰(zhàn)國(guó).平面可彎曲膠帶輸送機(jī)在5000t/d生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].中國(guó)水泥，2007(12)：82-83.

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

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

[6] 高 峰，秦 勇.煤礦機(jī)械維護(hù)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(jí)工程師，037001 山西省大同市。