淺析在大傾角巷道中SDJ-150型皮帶運輸機(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)化運輸設(shè)備，是礦井使用較為廣泛的運輸設(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(tuán)大隆煤礦1175采煤隊經(jīng)過研究，對原有運輸系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并進(jìn)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(dá)到420m，最大坡度達(dá)到22°。這一運輸系統(tǒng)改造的成功，使皮帶輸送機(jī)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(jī)，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(shè)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(dá)到了22°，當(dāng)初準(zhǔn)備鋪設(shè)兩臺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(shù)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(dá)到420m，傾角將達(dá)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(qiáng)度能否達(dá)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(jī)的強(qiáng)度能否達(dá)到要求。

2 皮帶輸送機(jī)強(qiáng)度的計算

根據(jù)采機(jī)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(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(jī)的鋪設(shè)長度；β-輸送機(jī)的鋪設(shè)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(qiáng)度

通過以上計算：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(jī)，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(guān)計6000元，全月可節(jié)省費用近11萬元，同時皮帶道的設(shè)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(jī)是重要的運輸設(shè)備，但在傾角大、距離長、負(fù)荷大的上山運輸中，由于皮帶的長期高負(fù)荷運轉(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(jī)跑偏會造成輸送帶邊緣與機(jī)架相互摩擦，使輸送帶邊緣過早損壞。跑偏嚴(yán)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(hù)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(jī)的所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶輸送機(jī)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(zhǔn)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(yīng)當(dāng)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(jī)在水平面的投影成垂直時影響更大。通常應(yīng)當(dāng)考慮轉(zhuǎn)載點處上下兩條皮帶機(jī)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(dǎo)致皮帶跑偏。因此，在安裝過程中，應(yīng)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(jī)的運行阻力、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(yán)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(hù)工作量增多，導(dǎo)致煤的運輸成本升高。更嚴(yán)重的是，滑動摩擦使不轉(zhuǎn)的托輥溫度升高，停機(jī)時有可能損壞膠帶，當(dāng)使用非阻燃帶時，還可能引火災(zāi)。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(jī)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(dāng)?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(zhǔn)水流煤泥水進(jìn)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(shè)好擋矸簾，防止飛煤傷人

因為這臺輸送機(jī)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(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

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(jī)上山的運煤傾角達(dá)到了22°，運輸距離達(dá)到了420m，而且節(jié)省了兩臺設(shè)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(guān)皮帶運輸機(jī)傳動理論的幾個問題[J].北京礦業(yè)學(xué)院學(xué)報，1957-06-30.