西曲礦掘進機橋式皮帶轉載機落煤裝置的設計

王 勇

（山西西山煤電股份有限公司西曲礦，山西 古交 030200）

在煤礦井下掘進機橋式皮帶運輸中，橋式皮帶轉載機與皮帶運輸機之間采用的是開放式連接，這樣有利于煤流的轉運。但是在實際的工況下，常因設備之間的匹配或復雜的地質工作環境問題導致兩者之間無法完全匹配。作業中煤流會落到皮帶運輸機之外的兩側，不但影響皮帶機的運輸效率，而且會因為落煤的淤積降低巷道的掘進效率。所以做好掘進機與皮帶運輸機之間的落煤裝置的設計，擴大橋式皮帶轉載機與皮帶運輸機的配型范圍有非常現實的意義。

1 項目概況

西山煤電集團西曲礦以往使用的是佳木斯煤礦機械有限公司生產的S150J型掘進機，華能源萬利分公司機械制造廠生產的DSP1080/650型伸縮帶式輸送機。當前根據西山煤電集團的整體部署，引進了新型的IMM國際煤礦機械集團佳木斯煤礦機械有限公司生產的EBZ230型掘進機。EBZ230型掘進機無法與DSP1080/1000型伸縮帶式輸送機進行匹配，必須在橋式皮帶轉載機與皮帶運輸機間設計專用的落煤裝置來進行匹配，提高裝煤的工作效率。

2 設備技術參數分析

本次落煤裝置設計項目中主要涉及三個主要設備：EBZ230型掘進機、DZQ80/30/15型橋式皮帶轉載機、DSP1080/650型皮帶運輸機。其技術參數如下。

EBZ230第一運輸機主要參數：

形式： 邊雙鏈（標配）/中雙鏈刮板式（可選）；溜槽尺寸（寬mm×高mm）：620×340 ；鏈速 （m/min）：61； 圓環鏈規格（mm）：Φ18×64 ；液壓馬達：IAM600.H3，2臺； 漲緊形式：彈簧、絲杠漲緊；適應坡度：±18°。

DZQ80/30/15型橋式皮帶轉載機主要參數：

輸送量：≥300t/h；出廠長度：16.68m；帶速：1.6m/s；帶寬：800mm；功率：18.5kW；電壓：660/1140V；直徑：500mm；改向滾筒直徑：219mm；托輥直徑：89mm。

DSP1080/650型皮帶運輸機主要技術參數：

運輸能力：800t/h；運輸距離：1000m；膠帶速度：2.5m/s；功率：160kW；膠帶規格650mm。

從橋式皮帶轉載機與皮帶運輸機的皮帶參數可以看到，皮帶運輸機的寬度為650mm，小于橋式皮帶轉載機皮帶寬度，所以煤流輸出過程中自然會有部分掉落在皮帶的兩側。這就會造成皮帶機的裝煤效率降低，影響到整個巷道的掘進效率。公司技改部派出專業力量來解決這一問題。綜合考慮可以在橋式皮帶轉載機與皮帶運輸機之間增設落煤裝置，解決兩者之間落煤的銜接問題。

3 落煤裝置設計方案分析

3.1 落煤裝置整體方案分析

技術人員經過多次的設計和修改以及現場的試驗，最后確定落煤裝置的設計圖如圖1所示。

圖1 橋式皮帶轉載機落煤裝置方案示意圖

如圖1所示，在設計階段，考慮到800mm帶寬與650mm帶寬的匹配問題，在轉載機機尾架處增設了落煤裝置。該落煤裝置主要由漏煤斗、漏煤斗支腿、擋煤皮帶、連桿等部分組成。

3.2 漏煤斗設計分析

3.2.1 漏煤斗上下開口寬度

對于連接橋式皮帶轉載機的上開口，其寬度應該大于800mm，同理對于連接著皮帶運輸機的下開口，寬度應該小于650mm，才能在理論上實現100%的裝煤效率，綜合方便安裝等因素，將落煤裝置的漏煤斗設計為上開口1000mm，下開口500mm，其截面示意圖如圖2所示。

圖2 煤斗截面示意圖（單位：mm）

3.2.2 漏煤斗長度

漏煤斗的長度設計主要是考慮煤流從橋式皮帶轉載機掉落到漏煤斗上的范圍分布情況，如圖3所示為落煤分布圖。

圖3 落煤分布圖（單位：mm）

從圖3中可以看到，設定橋式皮帶上煤堆高度為220mm，從橋式皮帶上來煤的初速度與橋式皮帶帶速相同為1.6m/s，機尾架滾筒與漏煤斗下開口的落煤高度差為540～760mm。根據計算可以得到圖3當中L1=530mm，L2= 630mm。綜合考慮橋式皮帶俯仰角度的變化影響和漏斗在支腿前后的平衡性，漏斗的長度定為1000mm。

3.2.3 漏煤斗支腿設計

如圖1所示，漏煤斗支腿做為其行走部件，承擔著主要的承重，同時也為了保持漏斗的平衡性，將漏煤斗支腿設計在漏斗中部。同時該設計也使漏煤斗對關聯的其他設備的干涉降低到最低，能提高落煤裝置對機尾架俯仰角度的調節范圍。

3.2.4 漏斗過煤口設計

掘進機的B溜槽=620mm，H高=404mm，計算其最大過煤尺寸為620mm × 404mm。設計中，漏煤斗過煤口到皮帶運輸機皮帶的高度為410mm，過煤口受到漏煤斗下開口寬度的限制，寬度為500mm，則漏斗過煤口最大過煤尺寸為500mm× 410mm，當出現超寬大塊煤時，應該進行打碎作業后再進行下一步的運送作業。

3.3 落煤裝置的聯接

漏煤斗的設計工作完成后，接下來就是落煤裝置的聯接工作了。考慮到行走過程當中會出現俯仰角度以及左右擺角現象，所以需要對落煤裝置與橋式皮帶轉載機的機尾架進行柔性聯接。技術人員在基于柔性聯接的基礎上，采取等邊四連桿機構的聯接方式，具體示意圖如圖4所示。

從圖1和圖4中可以看到，機尾架支撐小車、漏煤斗支腿和連桿組成一個等邊的四連桿機構，落煤裝置只能在水平移動、沿輪軸與機尾架同步轉動這2個自由度上發生運動，保證了落煤裝置行走的穩定性以及漏煤斗與機尾架俯仰角度的同步性，實現了兩者之間的完整聯接。

圖4 等邊四連桿機構原理圖

4 實踐效果分析

落煤裝置設計并生產完成后，就馬上將其在現場進行了實踐應用。實踐效果表明，安裝了落煤裝置后，裝煤效率達到了100%。通過漏煤斗上下開口寬度的變化來實現B橋=800mm帶寬與B皮=650mm帶寬之間的100%落煤，保護讓其不散落到皮帶機的兩側。等邊四連桿機構的聯接方式可以完美實現其與橋式皮帶機尾架的聯接問題，另外還可以消除機尾架與皮帶運輸機之間因夾角產生的運輸途中落煤問題。從EBZ230型掘進機的技術參數中可以查到，其適應坡度為±18°。在現場通過相關試驗，設備在安裝落煤裝置后，機尾架與皮帶運輸機的俯仰夾角達到±25°，左右擺角達到20°，完全滿足EBZ230型掘進機的設計需求。該落煤裝置的設計并成功應用，解決了西曲礦應用EBZ230型掘進機導致的皮帶運輸機的配型問題，并提高裝煤效率達到了100%。

5 結語

本文主要是針對西曲礦EBZ230型掘進機與DSP1080/650型皮帶運輸機的配型問題，設計了一款落煤裝置。該款落煤裝置通過漏煤斗上下開口寬度的變化來實現B橋=800mm帶寬與B皮=650mm帶寬之間的100%落煤，實踐應用效果良好，可以在集團公司其他煤礦推廣使用。