大傾角膠帶輸送機延深改造設計與應用

摘要：針對北一采區運輸系統不完善，無法保證采區多個工作面原煤運輸難 題，設計并實施大傾角膠帶輸送機延深改造方案，延伸機架160米，設計選型確定設備型號、技術參數，并更換電動機、減速器等驅動裝置，增加液粘軟起動裝置及逆止器，升級改造制動裝置，通過改造，膠帶輸送機不僅起動平穩，安全性能更加優越，而且保證了北一采區各綜采工作面原煤運輸需要。

關鍵詞：大傾角 膠帶輸送機 延深改造 設計 應用

中圖分類號：TD528 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（a）0000-00

1.概述

按照采區生產接續調整，我礦+700m水平北一采區提前投產，但是+700m水平主運輸系統2015年才能投入使用，北一采區利用鋪設于+700m水平北一采區總排上山的大傾角膠帶輸送機將原煤運送至+900m水平，由+900m水平出煤系統運煤。該膠帶輸送機目前只鋪設3205石門至+900m水平，3204石門至+700m水平未鋪設。2014年北一采區將形成兩套綜采工作面和4個掘進工作面，在32151綜放工作面和32231綜采工作面同時出煤時，現有原煤運輸系統，無法滿足出煤需要。

為提高北一采區原煤運輸系統的可靠性，分流綜采工作面的煤炭，必須對+700m水平北一采區運輸系統進行改造。

2. +700m水平北一采區運輸系統大傾角膠帶輸送機改造方案設計

2013年，為了完善運輸系統，在盡量減少影響生產時間的前提下，經過多種方案分析比較，確定將北一大傾角膠帶輸送機延伸160米（傾角28°）到3206石門，改造驅動部分，增大電機、減速器的功率，使用單驅動。原驅動裝置可以在+700m水平主井皮帶使用，不會造成設備閑置。

2.1大傾角膠帶輸送機技術參數：輸送量 300t/h，實際安裝長度 346米，提升高度133m ，膠帶寬度800mm ，膠帶速度 2.5m/s，裝機功率 280KW， 驅動方式為機頭單滾筒單驅、傳動滾筒不兼作卸載。

2.2由于延深改造，驅動部分的配置需要計算及選型

依據MT/T467-1996《煤礦用帶式輸送機設計計算》并參考有關資料進行設計計算。其中：膠帶輸送機傳動滾筒圍包角α1=210°；上分支模擬摩擦系數f=0.03，下分支模擬摩擦系數f=0.012；電機的許用裕度系數1.38，輸送帶的許用下垂度值取2%等。實際長度：平段31米，25度斜長315米，28度斜長160米。

2.2.1基本參數確定計算

輸送帶線質量：qd=21.6kg/m

物料線質量 ：

其中：Q—每小時運輸量，t/h；v—運輸帶運行速度，m/s；

托輥旋轉部分線質量qt'， qt\"：qt'=11.77kg/m ；qt\"=2.91 kg/m

托輥承載段阻力系數 回程段阻力系數

2.2.2線路阻力計算

·

[輸送機布置示意圖 采用頭部集中驅動]

承載分支：

回程分支：

裝載點物料加速阻力 ：

裝載點導料槽側板阻力：

其中： -帶寬，m； -物料松散密度，t/m3； -導料槽側板長度，m。

清掃器阻力：

彈簧清掃器阻力：

空段清掃器阻力：

2.2.3根據摩擦傳動條件和垂度條件計算輸送帶張力（計算過程省略）為：

S1=57840N；S2=15263N；S3=15569N；S5=141173N；S4=143996N

2.2.4輸送帶強度檢驗

輸送帶的安全系數：

其中：d-帶芯拉斷強度，d=2000N/mm（ST2000鋼絲繩芯輸送帶）；

所選用的輸送帶滿足靜態設計安全系數要求。

2.2.5牽引力和電動機功率的計算

輸送機的總牽引力：

電動機功率

其中： K-電機功率備用系數，取1.25；η-傳動系統的工作效率

根據以上計算，電機選355kW電機1臺，型號為：YB450S2-4，電壓等級6kv。

2.2.6減速器的選型

根據帶速、傳動滾筒直徑和電動機轉速推知減速器的傳動比為：

選擇減速器：H3SH14+冷卻風扇，額定傳動比i=31.5。

2.2.7制動力矩和逆止力矩計算

對上運帶式輸送機，為防止倒轉及充分安全，每臺逆止器提供逆止力矩不得小于該輸送機所需力矩的2倍，作用在滾筒軸上逆止力矩為：

式中：D—傳動滾筒直徑，D=1.0m； —阻力系數，按最不利考慮取0.012。

則初選逆止器型號為：NJZ100，額定逆止力矩100KN.m

充分考慮輸送機的使用安全，制動器總的制動力矩不得小于該輸送機所需力矩的1.5倍，作用在滾筒軸上制動力矩為：

經計算，選用YB450S2-4型電機，H3SH14+FAN型減速器，STS2000/800mm阻燃防撕裂鋼絲繩芯輸送帶等。

3 改造方案實施及效果

2013年年末檢修時實施改造，更換驅動裝置，增設YNRQD350液粘軟起動裝置及NJZ100 逆止器，更新推桿制動器，更換φ1000mm改向滾筒兩個，增加一個受料點及160米機身等。其中驅動裝置架的安裝孔保持和原有一樣，確保與現有的基礎能配合安裝。φ1000mm改向滾筒的軸承由原來的3532改成3536，安裝孔距變大，卸載機架和傳動機架上對應安裝φ1000mm改向滾筒的孔距也應相應的變大，更改機架上的孔距即可。其他不變。膠帶接頭采用二階搭接，二階接頭的最小階梯長度為400mm，接頭長度不小于1150mm。

改造完成后，大傾角膠帶輸送機全長約523米，帶寬800mm。坡度參數為：3204石門至機頭變坡點處25°，3204～3206段全長160米，坡度為28°。改造總工期34天，考慮延伸斷安裝不對生產等造成影響，實際工期12天。

改造前，北一大傾角運輸系統平均每月至少發生影響生產的停機3次。改造實施后，由于增設了液粘軟起動裝置及逆止器，升級改造制動裝置，膠帶輸送機起動平穩，安全性能更加優越。經過10個月運轉，該系統運行正常，未曾發生設備故障及影響生產的停機事故，運行狀況良好。北一采區所有采煤及掘進工作面出產原煤均通過大傾角膠帶輸送機運輸，根據調度臺帳記載，小班最高出煤車數為28列車，煤量約為1000噸。完全滿足北一采區原煤運輸需要，達到改造預期效果，確保了礦井安全生產。

參考文獻：

1、《礦山運輸機械》中國礦業學院主編，煤炭工業出版社，1980年。

2、《礦山運輸》北京礦業學院等礦山運輸教研組編，中國工業出版社，1961年。

3、《礦山運輸與提升設備》陳湘楚、陸裕后、趙保良、常虹主編，煤炭工業出版社，1984年。

4、《礦山固定機械手冊》周乃榮，嚴萬生主編，煤炭工業出版社，1988年。

附作者簡介：

第一作者：許桂云，女，大學本科，機電高級工程師，現任四川川煤華榮能源股份有限公司太平煤礦機電運輸管理部主任工程師。

第二作者：王永紅，男，碩士研究生，機電高級工程師，現任四川川煤華榮能源股份有限公司太平煤礦副礦長。