焦家金礦大傾角深槽帶式輸送機(jī)設(shè)計及應(yīng)用

李新宇 劉衛(wèi)斌 張曉華

摘要：對深槽帶式輸送機(jī)進(jìn)行了原理分析，采取了有效措施，保證達(dá)31°傾角輸送目標(biāo)，從而簡化了工藝線路，縮短了前期施工周期，使設(shè)備的初期投資和營運費用大幅度降低，應(yīng)用結(jié)果表明：具有整機(jī)性價比高、環(huán)保性能好等特點。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);深槽;設(shè)計;應(yīng)用

中圖分類號：TH22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0206-03

1 引言

黃金礦山為了滿足礦石開采、物料大傾角連續(xù)輸送的需要，常采用兩條帶的壓帶式帶式輸送機(jī)、將物料密閉輸送的圓管帶式輸送機(jī)及波狀擋邊帶式輸送機(jī)等。這些特種帶式輸送機(jī)的共同特點是可以實現(xiàn)較大傾角物料的輸送，同時存在結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、成本高等不利因素。針對礦石物料特性分析，黃金礦石，松散密度1.75t/m³，輸送傾角β=25～31°，選定樣機(jī)主要參數(shù)：帶寬B1200，帶速V=1.6～2.5m/s，運量Q=～600t/h，機(jī)長L=40m，提升高度H=16.9～20.6m，花紋輸送帶ST2000，驅(qū)動功率75kW，為外裝式電動滾筒，變頻驅(qū)動。根據(jù)這些參數(shù)，應(yīng)采用通用性及性價比更高的深槽帶式輸送機(jī)。

2 深槽帶式輸送機(jī)大傾角輸送原理

物料重力作用在托輥組各輥子上的正壓力的反力為F_N1，F(xiàn)_N2和F_N3，物料的重力為G，如圖1。

在槽形托輥組上物料與輸送帶產(chǎn)生的摩擦力可以看作是物料作用于輥子上的正壓力乘上摩擦系數(shù)所得，若托輥為水平布置，則輥子所受正壓力與物料的重力相等。側(cè)輥垂直水平面時各輥子上的正壓力之和達(dá)到最大?？梢缘贸觯褐虚g輥子越短，物料的堆積深度越大，物料與輸送帶間的摩擦力也越大;側(cè)輥槽角越大，物料與輸送帶摩擦力越大。在滿足膠帶成槽性的前提下，增大托輥槽角，能夠提高膠帶對物料的夾持力，避免物料與膠帶發(fā)生相對滑動，從而實現(xiàn)大傾角輸送。

3 深槽帶式輸送機(jī)大傾角輸送實現(xiàn)措施

3.1 采用四輥式雙排對稱深槽角托輥組

從原理分析可知，受輸送帶橫向剛度（即成槽性）的限制，根據(jù)力的平衡關(guān)系，并不產(chǎn)生增大物料對輸送帶摩擦力的作用，所以在實際應(yīng)用中考慮將設(shè)計制造成深槽角托輥組（圖2）。

（1）采用4輥托輥組，使每個輥子都相對于水平面傾斜，消除在托輥組上輥子的水平支撐區(qū);中間的托輥應(yīng)較短，在采用通用機(jī)架的情況下，若增大了槽角兩側(cè)輥子需要相應(yīng)地增長;

（2）在深槽托輥組的設(shè)計中，通常側(cè)輥的槽角應(yīng)大于等于45°，以保證足夠的裝料深度，但需要考慮輸送帶成槽性的問題。槽角一般可取60°～75°。采用四輥式雙排對稱深槽角托輥組則可大幅提高摩擦力，相對五輥結(jié)構(gòu)而言，便于制造、安裝及維修，減少了運行阻力;雙排輥子重合處沒有尖角，最大限度減少了輸送帶的磨損，延長了輸送帶的使用壽命。

3.2 采用花紋輸送帶

采用花紋輸送帶，可有效遏制物料在輸送帶表面向下的滑動趨勢，提高物料上運的最大傾角。

花紋輸送帶型號規(guī)格：B1200，ST2000，人字形花紋，凸紋高度8mm，凸紋間距200mm，凸紋寬度30mm，本工程采用ST2000，是為了驗證其成槽性，為以后實際應(yīng)用設(shè)計作準(zhǔn)備。

3.3 采用變頻驅(qū)動裝置，實現(xiàn)軟啟動

輸送機(jī)啟動時加速度過大也是造成物料下滑的主要原因之一。本機(jī)采用變頻驅(qū)動裝置，實現(xiàn)軟啟動，解決了輸送機(jī)慢速啟動問題。

3.4 清掃裝置

花紋輸送帶清掃是一個難點，可采用振動、滾刷等清掃裝置，鑒于本次樣機(jī)試驗的主要目的是測試物料實現(xiàn)向上大傾角輸送的可靠性，故僅設(shè)置了普通的彈簧清掃器及空段清掃器，這個問題在實際應(yīng)用設(shè)計時加以解決。

3.5 防大塊滾落及頭部導(dǎo)料裝置

為防止物料輸送過程中，大塊圓形狀的物料向下滾落，發(fā)生安全事故，設(shè)置防大塊滾落裝置。為防止物料輸送到頭部過渡展開段時，從輸送帶兩側(cè)滾落，設(shè)置了頭部導(dǎo)料裝置（圖3）。

4 深槽帶式輸送機(jī)設(shè)計計算

帶式輸送機(jī)功率及張力計算執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50431～2008《帶式輸送機(jī)工程設(shè)計規(guī)范》及DIN22101-2002《連續(xù)搬運設(shè)備輸送散料的帶式輸送機(jī)計算及參數(shù)選定基礎(chǔ)》?？紤]承載段在形成深槽過程中，雙排中心對稱布置的四輥式托輥對承載膠帶擠壓形成的運行阻力系數(shù)增大，模擬摩擦系數(shù)可取f=0.035～0.055。而回程段一般可按DTn通用帶式輸送機(jī)相應(yīng)規(guī)范選取，計算功率時留有余地，選用電機(jī)功率備用系數(shù)為1.10～1.30。

4.1 原始參數(shù)的確定

4.2 阻力計算

（1）附加阻力F_N。加料段、加速段輸送物料和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力：

4.3 圓周力凡

4.4 輸送機(jī)所需的運行功率

4.5 輸送帶張力計算

4.6 輸送帶強(qiáng)度校核

5 深槽帶式輸送機(jī)應(yīng)用效果

通用帶式輸送機(jī)一般只適用于傾角為18“的輸送線路，因此在提升高度較大時，必須用較長的輸送機(jī)，這樣，不僅增加了設(shè)備的投資，要求設(shè)備具有更大的空間，同時也增加了土建的投資。采用大傾角深槽型帶式輸送機(jī)可在較大的傾角下輸送物料。以山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦主斜井提升帶式輸送機(jī)系統(tǒng)為例，提升高度246m，井下機(jī)長582m，提升傾角25“。若采用傾角為18。的通用帶式輸送機(jī)，則井下機(jī)長需達(dá)到796ma采用深槽帶式輸送機(jī)縮短機(jī)長和斜井巷道長度214m，按1m巷道的建井費用為1萬元，礦建投資估計可節(jié)省214萬元，帶式輸送機(jī)的設(shè)備費用可減少近10萬元;另一方面，采用大傾角深槽型帶式輸送機(jī)輸送物料，按Q=600t/h計算，輸送能力是現(xiàn)有輸送物料方式的4倍，運行成本也大為降低，每年可增效、節(jié)約資金上千萬元。

深槽帶式輸送機(jī)與其他形式的大傾角帶式輸送機(jī)相比，結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠;可以對需要增加運輸量的輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，特別適用于傾角達(dá)28～35°的輸送系統(tǒng)。

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收稿日期;2019-10-14

作者簡介：李新宇（1978-），男，高級工程師，主要從事礦山、建材、港口、煤礦、鋼鐵等行業(yè)帶式輸送機(jī)工程設(shè)計及托輥部件研究。