煤礦矸石山前伸升降式旋轉皮帶的可行性設計

陳玉標 郭俊才 文 斌 拓文富

（河南大有能源股份有限公司新安煤礦，河南 新安471842）

0 前言

煤礦矸石山是礦井的咽喉，制約著原煤正常生產，隨著科技的創新，煤炭開采機械化程度的提高，開采工藝的一系列要求，開掘巷道數量的增加和二水平的延伸，矸石量大大增加，矸石山排矸能力滿足不了生產需要，經常出現矸石排不及而影響生產。經多方論證，在矸石山山頂鋪設一條運矸旋轉皮帶，雖能有效地解決排矸系統的瓶頸，但皮帶頭容易積矸石，現對矸石山前伸升降式旋轉皮帶的可行性設計進行探討。

1 方案構思

1.1 現有旋轉皮帶排矸系統

現有的旋轉皮帶為水平鋪設，皮帶驅動方式為機頭電動滾筒前驅動，機尾采用滾珠底盤旋轉。

1.2 前伸升降式旋轉皮帶結構

前伸升降式旋轉皮帶機，是由電動滾筒為中部驅動滾筒、中間架、托輥、膠帶、螺旋張緊式機尾、拉緊支撐架、回柱絞車、液壓升降裝置、旋轉裝置、扇形跑道、行走輪裝置等組成。其結構是采用旋轉皮帶傾角為18°，中部電動滾筒驅動，前段皮帶架伸出懸空，拉緊支撐架配合絞車拉緊，中部支架液壓升降，中心旋轉，支點擺動式，根據中心可以任意調整方位角旋轉皮帶，液壓拉緊和升降裝置自動調整皮帶架水平角度，見下圖。

圖1 前伸升降式旋轉皮帶結構示意圖

2 方案設計

2.1 皮帶

傾角:18°，皮帶長度:40m，帶寬:1000mm，運量:400t／h ，拖帶滾筒:320mm，電動滾筒:∮630mm，電機功率:30kW，速度:2.5 m／s改向滾筒:∮320mm，卸載滾筒:∮200mm ，機尾滾筒:∮400mm ，機尾螺旋張緊裝置

2.2 皮帶架

考慮到矸石山基礎不實，邊沿地帶可能會出現山體滑坡，機頭容易積矸石，皮帶架設計成如圖示與地平面成18°角，皮帶架機頭伸出懸空長度保持在15m左右，由于形成了上傾角，矸石運載帶有速度，這樣拋出的距離更遠，矸石不致于堆積在皮帶架機頭下。

2.3 旋轉裝置

設計安裝旋轉皮帶，在皮帶中部設置軸承式旋轉底座，同時，在皮帶支架下安裝旋轉行走輪，鋪設扇形軌道作為跑道供皮帶架旋轉，從而增大排矸的空間。

2.4 升降和拉緊裝置

皮帶架的兩邊對稱安裝4套液壓升降支架，獨立液壓泵站控制，保證皮帶架頭部下陷時能夠隨時進行升降。皮帶機頭架前段設計固定的起吊孔，用∮22.5mm鋼絲繩固定牢靠后通過支撐立柱頂部的導向繩輪裝置引到皮帶架機尾的回柱絞車滾筒上，皮帶架頭部下陷時能夠隨時收緊鋼絲繩，從而保持皮帶支架水平的整體平衡。

2.5 電控系統

皮帶支架上設計行程開關，一旦皮帶架下陷，聲光報警信號報警，控制回柱絞車和液壓泵站的開關及時動作，保證鋼絲繩勻速緩慢拉緊，液壓支柱勻速緩慢升起，到達水平位置后，水平行程開關動作，回柱絞車和液壓泵站停止工作，并實現電氣閉鎖，鋼絲繩不再拉緊，液壓升降支架停止升起，從而使皮帶架始終保持在18o角度。

3 應用及效益情況

升降前伸式旋轉皮帶設計能有效地解決現有排矸皮帶存在的一系列問題，使矸石山排矸能力得到極大地提高，滿足礦井生產發展需要，為礦井的長遠發展提供可靠的保障。

（1）應用情況：自制前伸升降式旋轉皮帶機，成本低、運行方式簡單、易操作維護，排矸能力明顯增大，節省了檢修的時間和人力。

（2）社會效益：矸石山排矸能力的提升，解決了制約礦井正常生產中存在的瓶頸問題，為提高產量和獲得長遠經濟效益做出了積極貢獻。

（3）提高礦車周轉率：使得礦車周轉更加快捷方便，扭轉了礦車使用緊張的被動局面。

（4）提效創益：保證的地面矸倉的正常運轉，最重要的是提高了礦井生產效率，提升了矸石的排放速度，增加了矸石的排放量，保證了原煤的正常生產，能創造更好的經濟效益。

4 結束語

前伸升降式旋轉皮帶能較好地提高了矸石山排矸系統的效率，理順了運矸環節，加大運輸量，特別是這樣的設計不易造成皮帶頭積矸，較大地增加儲矸容量，，兼顧升降、拉緊、旋轉等功能，科學合理，簡單實用。