淺析在大傾角巷道中SDJ-150型皮帶運輸機的應用

陳寶林

（雞西礦業(yè)集團城山煤礦，黑龍江 雞西 158100）

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

1 問題的提出

1175采煤隊原皮帶道設有兩臺SDJ－150型皮帶：一臺皮帶230m，傾角為15°，二臺皮帶300m，傾角為18°，在二臺皮帶至下巷順槽皮帶的120m的區(qū)間內(nèi)，巷道坡度達到了22°，當初準備鋪設兩臺SGW－150型刮板輸送機，但是根據(jù)SDJ－150型皮帶的技術參數(shù)：輸送量：630t/h，水平輸送長度：1000m，帶速：1.9m/s，輸送帶面寬度：1000mm，傾角為180時，上山輸送長度不超過400m，根據(jù)此技術參數(shù)，考慮能否將二臺SDJ－150型皮帶伸長至下巷順槽皮帶處，這樣二臺SDJ－150型皮帶將達到420m，傾角將達到220，SDJ－150型皮帶能否突破上山運輸不超過180，運輸距離不超過400m的極限。在生產(chǎn)中能否保證其安全運行，皮帶的強度能否達到要求，這將是我們對二臺皮帶能否伸長至下巷順槽處提出的首要問題。因此，首先需要我們計算一下皮帶輸送機的強度能否達到要求。

2 皮帶輸送機強度的計算

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

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行的阻力系數(shù)；L-輸送機的鋪設長度；β-輸送機的鋪設傾角。

2.6 輸送帶的張力驗算

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 檢驗輸送帶強度

通過以上計算：由于〔S〕≥Smax，所以改造后皮帶的強度可滿足要求。

3 改造后的經(jīng)濟分析

若將二臺皮帶伸長至下巷順槽皮帶處，用一臺SDJ－150型皮帶運輸，這樣可節(jié)省兩臺SGW－150型刮板輸送機，每月可節(jié)省電費7.0萬余元，節(jié)省看點人員8人，月節(jié)省工資近1.5萬元，每月的檢修費用可節(jié)省近1.5萬元，節(jié)省兩臺開關計6000元，全月可節(jié)省費用近11萬元，同時皮帶道的設備點由4臺減少到2臺，事故率減少了近50%，經(jīng)過以上的分析對比，決定將二臺SDJ－150皮帶伸長至下巷順槽皮帶處。

4 改造后可能會存在的問題及采取的防范措施

在煤炭生產(chǎn)中，皮帶輸送機是重要的運輸設備，但在傾角大、距離長、負荷大的上山運輸中，由于皮帶的長期高負荷運轉(zhuǎn)和一些意外因素，都可能導致皮帶輸送機發(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，保證其安全運行呢？

4.1 注意檢查和調(diào)整輸送帶的跑偏問題

皮帶輸送機跑偏會造成輸送帶邊緣與機架相互摩擦，使輸送帶邊緣過早損壞。跑偏嚴重時，輸送帶將脫離托輥而掉下來，造成事故。為解決這類故障，重點要注意安裝的尺寸精度與日常的維護保養(yǎng)。首先驅(qū)動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)，因為一條輸送機的所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶輸送機長度方向的中心線，若偏斜過大，必然發(fā)生跑偏，這就要求我們必須準確安裝好驅(qū)動滾筒與改向滾筒的位置。其次，漲緊滾筒的兩個軸承座移動時應當同時平移，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。另外，轉(zhuǎn)載點處物料的落料位置與皮帶跑偏有非常大的影響，尤其在兩條皮帶機在水平面的投影成垂直時影響更大。通常應當考慮轉(zhuǎn)載點處上下兩條皮帶機的相對高度。相對高度越低，物料的水平速度分量越大，對下層皮帶的側(cè)向沖擊也越大，同時，物料也很難居中。使在皮帶橫斷面上的物料偏斜，最終導致皮帶跑偏。因此，在安裝過程中，應盡可能地加大兩條皮帶的相對高度。

4.2 注意檢查托輥的運轉(zhuǎn)情況

托輥運轉(zhuǎn)的靈活程度對整臺皮帶輸送機的運行阻力、功率消耗、托輥和輸送帶的使用壽命、維護工作量及煤炭的運輸成本都有很大影響。托輥在運轉(zhuǎn)中往往出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不靈活的現(xiàn)象，嚴重時甚至轉(zhuǎn)不動。這樣，托輥由滾動摩擦變成滑動摩擦，阻力系數(shù)增大10倍左右，其結(jié)果造成運行阻力增大，功率消耗增加。由于托輥轉(zhuǎn)動不靈活，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，維護工作量增多，導致煤的運輸成本升高。更嚴重的是，滑動摩擦使不轉(zhuǎn)的托輥溫度升高，停機時有可能損壞膠帶，當使用非阻燃帶時，還可能引火災。因此，要經(jīng)常檢查托輥運轉(zhuǎn)的靈活程度，及時更換轉(zhuǎn)動不靈活的托輥。

4.3 注意檢查輸送帶的拉緊情況，防止皮帶打滑

皮帶輸送機是靠輸送帶與驅(qū)動滾筒的摩擦來傳遞牽引力的。由于皮帶張力不夠，皮帶與驅(qū)動滾筒之間摩擦系數(shù)減小，則輸送帶在驅(qū)動滾筒上可能打滑，特別是在重載啟動時更易打滑。打滑將使輸送帶溫度升高，造成局部損壞。此外，輸送帶過松時，在儲帶裝置中可能造成輸送帶相互接觸，引起輸送帶跑偏。輸送帶也不能過緊，否則將造成輸送帶受力過大，驅(qū)動滾筒磨損加劇，功率消耗增加，甚至造成斷帶。因此，必須及時調(diào)整拉緊裝置，使皮帶始終保持適當?shù)膹埩Α＜皶r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，不準水流煤泥水進入皮帶，防止皮帶與驅(qū)動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 設好擋矸簾，防止飛煤傷人

因為這臺輸送機的最大坡度為22°，有時可能會因為煤塊因下滑飛出傷人，因此，不準有大于300mm的煤塊上皮帶，并且在皮帶輸送機的上方每隔20m設一道擋矸簾，以防飛煤傷人，并取得了較好的效果。

5 結(jié)束語

大隆煤礦1175采煤隊經(jīng)過兩個月的安全運行，取得了較好的效果，對二臺皮帶改造的成功，使皮帶輸送機上山的運煤傾角達到了22°，運輸距離達到了420m，而且節(jié)省了兩臺設備，將節(jié)省下來的看點人員充實到工作面中去，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.有關皮帶運輸機傳動理論的幾個問題[J].北京礦業(yè)學院學報，1957-06-30.