管狀帶式輸送機(jī)在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用

李戰(zhàn)鵬

(平頂山平煤設(shè)計(jì)院有限公司，平頂山 467000)

0 引 言

目前國內(nèi)外大、中型礦井煤炭外運(yùn)方式較常見的有三種方式，即汽車運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸和帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。

(1)汽車運(yùn)輸

汽車在運(yùn)輸煤炭時(shí)存在著揚(yáng)塵嚴(yán)重、尾氣排放、交通擁堵等眾多問題。隨著國家新的環(huán)保政策要求越來越嚴(yán)格及人民環(huán)保意識的增強(qiáng)，汽車運(yùn)輸煤炭的方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前環(huán)保形勢的要求。

(2)鐵路運(yùn)輸

鐵路運(yùn)輸相比汽車運(yùn)輸而言，由于行駛路線固定，雖然環(huán)保性較高，但在運(yùn)輸時(shí)由于運(yùn)煤列車高速行駛，車輛無頂蓋，煤炭裸露，行駛產(chǎn)生的空氣流動和自然界的大風(fēng)吹揚(yáng)作用，仍會出現(xiàn)沿途揚(yáng)塵的現(xiàn)象，而且鐵路運(yùn)輸費(fèi)用較高。

(3)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸

帶式輸送機(jī)運(yùn)輸可分為普通帶式輸送機(jī)、水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)和管狀帶式輸送機(jī)三種形式。普通帶式輸送機(jī)常用于運(yùn)輸距離較短且直線布置的條件下；水平轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)雖然能滿足長距離運(yùn)輸且需要轉(zhuǎn)彎的條件下，但投資較高，且土地占用面積較大；而管狀帶式輸送機(jī)特別適合長距離的運(yùn)輸，對輸送物料基本沒有限制，可實(shí)現(xiàn)水平、空間上的轉(zhuǎn)彎，適應(yīng)性較強(qiáng)，而且可實(shí)現(xiàn)封閉式輸送物料，環(huán)保性能出眾。

1 管狀帶式輸送機(jī)概述

管狀帶式輸送機(jī)技術(shù)最早起源于日本管狀帶式輸送機(jī)公司(JPC)，于1979年底成功地制造出第1臺管狀帶式輸送機(jī)。近年來，隨著國內(nèi)機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展，該技術(shù)逐漸被國內(nèi)機(jī)械設(shè)備廠家開發(fā)出自己的技術(shù)，例如四川自貢運(yùn)輸機(jī)械廠、華電重工、北方重工、福建龍凈環(huán)保、焦作科瑞森等機(jī)械制造企業(yè)，管狀帶式輸送機(jī)已然成為一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)。

1.1 管狀帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

管狀帶式輸送機(jī)是在普通帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由尾部成管段、中部成型段、頭部展開段組成。其工作原理與普通帶式輸送機(jī)基本相同，工作過程分成三部分完成。首先從尾部滾筒至膠帶形成圓管狀這段距離為尾部成管段，受料口也設(shè)在該段，在此過渡段內(nèi)膠帶由平形變?yōu)椴坌停詈笈c物料一起被卷成密封管狀向前運(yùn)行。其次為中間成型段(承載段和回程段)，該段膠帶被六邊形布置的托輥組迫使卷成管狀，承載段中物料在管內(nèi)隨膠帶穩(wěn)定運(yùn)行，回程段管內(nèi)無物料空載運(yùn)行。最后為頭部展開段，當(dāng)將要到達(dá)頭部卸料點(diǎn)時(shí)，膠帶同物料一起由管狀過渡為槽型并在頭部滾筒處變?yōu)槠叫涡读稀？傊?，管狀帶式輸送機(jī)是以展開受料、封閉運(yùn)輸及再展開卸料后又封閉返回的依次循環(huán)不間斷的工作過程。管狀帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)詳如圖1所示。

圖1 管狀帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1.2 產(chǎn)品規(guī)格及參數(shù)選擇

(1)管徑(不同管徑對應(yīng)的帶寬、斷面積和許用塊度)

(2)輸送能力(不同管徑、帶速對應(yīng)的輸送量)

1.3 管狀帶式輸送機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)

(1)可防止外部雜物混入輸送物料，也能防止物料受到雨淋或日曬等的損害，并可實(shí)現(xiàn)承載段和回程段完全封閉輸送，避免了在輸送過程中漏料、灑料等，可滿足環(huán)保要求。

(2)可實(shí)現(xiàn)柔性布置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)小半徑三維空間轉(zhuǎn)彎，避免了中間轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)立和相應(yīng)輔助設(shè)施的投資和維護(hù)費(fèi)用，特別適合于空間比較狹小或者有障礙物等復(fù)雜環(huán)境下的輸送線路建設(shè)。

(3)可實(shí)現(xiàn)大傾角輸送，普通槽型帶式輸送機(jī)提升角度最大不超過18°，而管狀帶式輸送機(jī)由于輸送帶將物料包在管內(nèi)輸送，增大了物料與輸送帶之間的摩擦力，輸送角度可以進(jìn)一步提高。

(4)機(jī)架寬度小，管狀帶式輸送機(jī)采用圓形截面輸送物料，以較低的帶寬，獲得了同樣大小的有效輸送面積。從而降低了安裝時(shí)的空間要求，減少了鋼材等結(jié)構(gòu)材料的消耗。

2 管狀帶式輸送機(jī)的應(yīng)用

2.1 在平煤集團(tuán)香山礦原煤外運(yùn)系統(tǒng)的應(yīng)用

(1)滿足當(dāng)前環(huán)保政策的要求：香山礦生產(chǎn)能力120萬t/年，每天產(chǎn)出原煤約4 000 t。由于該礦沒有鐵路運(yùn)輸線路，目前主要采用汽車運(yùn)煤，平均日運(yùn)煤車輛約90輛車次進(jìn)出香山礦，運(yùn)煤高峰時(shí)運(yùn)煤車輛可達(dá)100輛車次，對周邊環(huán)境及交通造成嚴(yán)重影響。2019年以來隨著國家環(huán)保治理力度的加大，香山礦原煤外運(yùn)幾度中斷，導(dǎo)致香山礦原煤大量長期堆放，銷售收入銳減，生產(chǎn)經(jīng)營非常困難。因此，為適應(yīng)環(huán)保政策的要求，急需建設(shè)一條環(huán)保型全封閉運(yùn)煤系統(tǒng)，來保證礦井的正常生產(chǎn)。根據(jù)香山礦周邊鐵路交通狀況，可將礦井生產(chǎn)出的原煤運(yùn)至附近鐵路網(wǎng)線上，通過火車進(jìn)行外運(yùn)。而距香山礦較近的鐵路裝車站為平煤集團(tuán)十一礦裝車站，且該站點(diǎn)屬于集團(tuán)公司內(nèi)部鐵路裝車點(diǎn)，故可通過鋪設(shè)管狀帶式輸送機(jī)的方式將香山礦的原煤運(yùn)至十一礦裝車站外運(yùn)。項(xiàng)目建成后可永久性解決香山礦原煤運(yùn)輸難題，可以保證礦井持續(xù)安全高效生產(chǎn)、和諧穩(wěn)定發(fā)展。

(2)經(jīng)濟(jì)上可節(jié)約運(yùn)行成本。目前香山礦生產(chǎn)出的原煤主要通過汽車外運(yùn)的方式運(yùn)至需求地，輸送距離約20公里，運(yùn)費(fèi)約為30元/t(按當(dāng)?shù)剡\(yùn)費(fèi)價(jià)格)，香山礦按年產(chǎn)量為120萬t/年計(jì)算，每年需支出運(yùn)費(fèi)約3 600萬元。項(xiàng)目建成后，可將香山礦的原煤通過管狀帶式輸送機(jī)運(yùn)至十一礦裝車站，然后再由火車運(yùn)至需求地。經(jīng)計(jì)算，管狀帶式輸送機(jī)年運(yùn)行成本約357.47萬元，火車運(yùn)費(fèi)每年約1 651.20萬元(按當(dāng)?shù)剡\(yùn)費(fèi)價(jià)格)，年運(yùn)行成本合計(jì)2 008.67萬元。每年可節(jié)約運(yùn)行成本約1 591.33萬元。

該管狀帶式輸送機(jī)項(xiàng)目的應(yīng)用是因礦井現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)無鐵路裝車外運(yùn)系統(tǒng)，而管狀帶式輸送機(jī)所具備的特點(diǎn)正好能滿足長距離運(yùn)輸至附近鐵路裝車站。因此，該項(xiàng)目的應(yīng)用在現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)企業(yè)具有一定的推廣意義。

2.2 在平煤集團(tuán)粱北二井煤炭外運(yùn)系統(tǒng)的應(yīng)用

(1)節(jié)約建設(shè)資金，工期較短。平煤集團(tuán)粱北二井屬于新建礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.20 Mt/a，服務(wù)年限為50.6年，原礦井初步設(shè)計(jì)中煤炭外運(yùn)方式為鐵路運(yùn)輸，即鋪設(shè)一條礦井鐵路專用線，然后與現(xiàn)有國鐵接軌后裝車外運(yùn)，區(qū)間線路長4.8 km，總投資約24 488.61萬元(含鐵路裝車倉及裝車設(shè)備等)，建設(shè)工期約1.5年。由于鐵路建設(shè)費(fèi)用較高，工期較長，結(jié)合礦井煤質(zhì)情況，為充分體現(xiàn)該礦煤炭的使用價(jià)值，經(jīng)分析比較，將粱北二井生產(chǎn)出的煤炭先由管狀帶式輸送機(jī)輸送至附近現(xiàn)有地方鐵路網(wǎng)線內(nèi)，然后新建裝車系統(tǒng)運(yùn)回集團(tuán)內(nèi)部使用。管狀帶式輸送機(jī)線路總長約6.5 km，總投資約17 429.82萬元，建設(shè)工期約10個(gè)月。相比建設(shè)鐵路運(yùn)輸方案，管狀帶式輸送機(jī)運(yùn)輸投資較少，工期較短。

(2)年運(yùn)行成本較低。設(shè)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.20 Mt/a，按當(dāng)?shù)罔F路運(yùn)輸價(jià)格計(jì)算，若采用鐵路運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒚禾客膺\(yùn)，每年運(yùn)行成本約7 014.40萬元。若采用管狀帶式輸送機(jī)+地方鐵路運(yùn)輸?shù)姆绞剑磕赀\(yùn)行成本約4 468.90萬元。每年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用2 545.5萬元。

該管狀帶式輸送機(jī)項(xiàng)目的應(yīng)用是因礦井新鋪設(shè)鐵路運(yùn)輸線路投資較大、工期較長。而管狀帶式輸送機(jī)所具備的特點(diǎn)正好能滿足減少礦井初期投資、建設(shè)工期緊張的需求。因此，該項(xiàng)目的應(yīng)用在新建煤礦生產(chǎn)企業(yè)具有一定的推廣意義。

3 結(jié)束語

隨著我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展，散狀物料環(huán)保輸送技術(shù)將越來越受到重視，作為綠色環(huán)保的管狀帶式輸送機(jī)，應(yīng)用前景也越來越廣泛。