濟三煤礦帶式輸送機技術改造實踐

于德芳，劉 鋒，荀桂華

(1.山東科技大學 機械與電子工程學院，山東 青島 266510；2.兗礦集團 濟三煤礦，山東 濟寧 272169)

濟三煤礦帶式輸送機技術改造實踐

于德芳1,2，劉 鋒1，荀桂華1

(1.山東科技大學 機械與電子工程學院，山東 青島 266510；2.兗礦集團 濟三煤礦，山東 濟寧 272169)

針對濟三煤礦帶式輸送機的膠帶在運行中出現的非正常磨損及部件更換困難問題，在對原因分析的基礎上提出改造方案。通過對帶式輸送機的擋煤皮、托輥架、溜槽等改造，使膠帶使用壽命延長3～5倍，故障率明顯減少，滿足帶式輸送機安全運行的要求。

帶式輸送機；非正常磨損；安全運行

帶式輸送機是煤礦運輸系統中的重要運輸工具，加強帶式輸送機的故障預防和維護保養，對于保障安全生產和提高經濟效益具有重要的現實意義[1]。由于帶式輸送機在煤礦井下的工作環境較差，運輸物料粒度組成復雜，運輸量較大，導致膠帶磨損快，使用壽命短，且維護起來費時、費力，給安全生產帶來很大隱患[2]。

目前，由于濟三煤礦的溜槽與帶式輸送機布置不合理，落料點托輥和托輥架更換不便，擋煤板安裝不科學等問題，給帶式輸送機的安全運行帶來一定隱患，為此必須對其進行改造和完善。

1 生產現狀

帶式輸送機是濟三煤礦井下的重要運輸設備，而膠帶在設備運行中存在嚴重的非正常磨損，主要問題和原因為：溜槽與帶式輸送機成垂直布置，即二者之間的夾角為90°，導致運輸物料直接沖擊膠帶工作面，易給膠帶造成損傷；落料處兩側的擋煤皮直接磨損膠帶兩側，導致膠帶使用壽命縮短，材料浪費嚴重；物料落入膠帶時直接沖擊膠帶、托輥等部件，時有部件因沖擊而損壞，損壞部件反過來又磨損膠帶，使其受損程度加劇。

此外，帶式輸送機轉載處托輥密集，間距小，托輥損壞后更換困難。一旦托輥發生故障需要更換時，必須拆掉相鄰的兩組托輥架，工作量大。在更換槽型中間托輥時，維護人員必須進入上下膠帶之間，由工人頂起膠帶后再進行更換，工作時間長，危險性高，效率低下。

鑒于膠帶在設備運行中的非正常磨損及部件更換困難，為降低工人勞動強度，節約生產成本，減少生產事故，必須對帶式輸送機進行技術改造和完善。

2 改造方案

2.1 香蕉形溜槽的制作

為避免因物料直接沖擊膠帶工作面帶來的損傷，優化溜槽與帶式輸送機的布置形式。根據帶式輸送機的機架傾斜角度和物料落差[3-4]，將入料溜槽改成香蕉形溜槽(圖1)。在物料經過香蕉形溜槽落入膠帶時，物料運行方向與膠帶運行方向一致，即物料運行方向與膠帶運行方向夾角接近0°。

圖1 帶式輸送機與溜槽布置形式

根據溜槽對煤炭的下滑阻力的大小，設計香蕉形溜槽的弧度半徑r[5]，并選擇摩擦系數合適的耐磨底板，使出料速度保持在合理的狀態，即盡可能使物料接觸膠帶的瞬時水平速度v水接近膠帶運行速度v膠，理想狀態時二者相等。根據物料落差測算出v水，將v水與v膠進行比較。當v水≥v膠時，需要適當增加溜槽的下滑阻力；當v水

2.2 分體旋轉式托輥架的制作

為改善溜槽轉載處托輥更換不便的問題[6]，根據實際生產情況，制造出分體旋轉式托輥架，結構圖如圖2。

圖2 分體旋轉式托輥架結構圖

分體旋轉式托輥架兩側的支腿可根據需要調整，托輥更換方便。更換中間托輥時，只需使轉軸轉動角度大于90°就可輕松拆裝，而反方向轉動后即可復位。

采用分體旋轉式托輥架后，原來很不方便清理的堆積物料，只要拉動支腿或轉動轉軸即可輕松清理掉，避免了堆積物料對托輥的磨損，省時省力，安全快捷，設備維護量大大降低，安全隱患得以消除。

2.3 復合擋煤皮的制作

目前現場使用的擋煤板一般采用垂直水平式安裝[7](圖3(a))，這種安裝方式中擋煤皮對膠帶的磨損嚴重，甚至出現膠帶被撕裂的情況；同時，物料對擋煤皮的沖擊很大，導致擋煤皮容易損壞，且需要及時更換，工作量很大。據現場統計，擋煤皮對膠帶的磨損是正常磨損的3～5倍，這種非正常磨損帶來極大的人力、財力、物力損失。

為解決這種非正常磨損問題，使擋煤皮與膠帶面保持平行(圖3(b))，且二者相互不接觸。經此改造后，絕大多數物料的流向由擋煤板控制，擋煤皮不再直接遭受沖擊，且擋煤皮與膠帶不再相互磨損。

圖3 帶式輸送機擋煤板安裝示意圖

2.4 增設隔震裝置

物料進入膠帶時直接沖擊托輥，且對托輥沖擊較大，時有托輥、托輥架被損壞。為延長托輥、托輥架的使用壽命，在落料處增設隔震裝置(圖4)，使沖擊力通過隔震裝置傳至地面，從而避免托輥架、托輥等因遭受直接沖擊而損壞[8]。增設隔震裝置后，托輥架、托輥等的損壞頻率明顯降低，現場生產事故減少，實現了安全生產[3]。

圖4 改造前后的托輥架結構示意圖

3 改造效果

以B=1 400的帶式輸送機為例，說明改造效果。通過對帶式輸送機的溜槽、擋煤皮、托輥架等改造，不但避免了由設備自身存在的缺陷或設備運行中的不確定因素引發的安全事故，而且減少了對正常生產的影響和材料浪費。

帶式輸送機改造前，每年因膠帶的非正常磨損增加的材料成本在600萬元左右；改造后，膠帶的使用壽命延長3～5倍，正常使用壽命周期內，每年可減少膠帶購置費約150萬元，即每年可節約成本450萬元左右，經濟效益較顯著。此外，改造后帶式輸送機運行穩定，故障率明顯降低，減輕了工人勞動強度，節約了檢修時間，實現了檢修的本質安全，為安全生產和節能降耗打下基礎。

4 結語

帶式輸送機的正常運行對于保障煤礦安全生產和提高經濟效益有著重要意義，對作為帶式輸送機重要組成部件的膠帶進行合理保養與維護非常重要。在設備運行中要盡量減少，甚至杜絕膠帶的非正常磨損。對不合理部件和結構要進行技術改造，是避免膠帶遭受非正常磨損的合理手段之一。

[1] 聞邦椿，劉樹英，陳照波，等.振動機械理論及應用(第1版)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2002.

[3] GB 50359—2005 洗選工程設計規范[S].

[4] 余洲生.連續輸送機械[M].上海：上海海運學院出版社，1980.

[5] 梁慶煌.機械化運輸工藝設計手冊(第1版)[M].北京：化學工業出版社，1998.

[6] 張榮善.散料輸送與貯存[M].北京：化學工業出版社，1994.

[7] 于學謙.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，1983.

[8] 本書編輯委員會.運輸機械設計選用手冊(上冊)[M].北京：化學工業出版社，1991.

Technical modification on belt conveyor in Jining No.3 coal mine

YU De-fang1,2, LIU Feng1, XUN Gui-Hua1

(1. College of Mechanical and electrical engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266510, China; 2. Jining No.3 Coal Mine of Yankuang Group, Jining, Shandong 272169, China)

In view of abnormal wear and difficult parts replacement of belt conveyor in operation in Jining No.3 coal mine, technical modification, including plate blocking coal, roller support and chute etc., is put forward by analyzing cause. The application shows that service life of the belt is 3～5 times longer, with fewer faults, which is right for safe operation of the equipment.

belt conveyor; abnormal wear; safe operation

TD528+.1

B

1001-3571(2015)04-0061-03

2015-04-31

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.017

于德芳(1975—)，男，山東省濟寧市人，工程師，從事煤礦行政與技術管理工作。

E-mail：ykjtydf@163.com Tel: 0537-2628496