煤礦大傾角上運帶式輸送機關鍵技術的研究

李忠華

（山西王家嶺煤業有限公司機電部， 山西 保德 034000）

引言

煤礦的開采中，通常會用到TD75、DTL和DTC三種型號的大傾角上運帶式輸送機，主要將其應用在輸送顆粒狀、塊狀、散狀物料的工作中，其傾角最大不能超過25°。在實際的應用中，一般會將傾角調至10°～25°之間，如果設備的輸送帶長度超過250 m，最好選擇上述兩種型號的輸送機，從而保障運輸工作的效率。

1 大傾角上運帶式輸送機在煤礦中的應用現狀

針對傳統的絞車提升機進行了技術的改造，采用大傾角上運帶式輸送機以后有效地提高了煤礦的運作效率，廣泛地應用在重慶、汾西、崇信等煤礦之中，如表1所示。

如果輸送機的傾角處于18°～25°之間，便被稱為大傾角輸送機，如表1中汾西雙柳煤礦、徐州夾河煤礦、重慶松藻煤礦、包頭阿刀亥煤礦以及王家嶺煤礦使用的輸送機。如果大傾角上運帶式輸送機傾角過大的話，如表1中崇信新窯煤礦輸送設備的傾角為28°，這樣的角度就會減低物料與運輸帶之間的摩擦力，容易發生物料下滑等事故，影響設備的使用壽命以及工作人員的安全。大傾角上運帶式輸送機常見的問題有：受物料力度、水分的影響，導致物料下滑；在多電機驅動設備的環境下，常發生功率不均的問題，使部分電機的負荷過大，發生故障，中斷物料的傳輸過程；設計運輸機時，其理論參數與實際運行時設備的參數差異較大，影響設備的制造以及運行效果；由于煤礦工作環境的原因，使逆止器常發生故障，影響整個運輸的過程與效率；膠帶的成槽度欠佳，無法與托輥緊密結合，影響輸送機的使用壽命。表1為部分煤礦使用大傾角上運帶式輸送機的參數[1]。

表1 部分煤礦使用大傾角上運帶式輸送機的參數

2 煤礦大傾角上運帶式輸送機關鍵技術的研究

2.1 選擇傳送帶的材質

輸送帶是大傾角上運帶式輸送機中重要的組成部分，通常使用鋼絲線芯輸送帶，且對制作工藝具有非常高的要求，需要保障兩側的膠帶、內部鋼絲繩受力均等，但是容易在局部形成相對明顯的波浪，不然就會發生物料跑偏的現象，磨損架子、滾筒、托輥等部件，縮短大傾角上運帶式輸送機的使用壽命。另外，如果輸送少量的物料，還可以采用PVC、PVG等材質的輸送帶，具有接頭便捷、質量較輕等優點。與PVC、PVG材質的輸送帶相比，鋼絲線芯的輸送帶成槽性較強，可延長量較短，因此非常容易緊繃，保障輸送機的效果。但是，鋼絲線芯材質的輸送帶沒有橫向的線芯與帆布層，抗縱向破損的能力較差，因此在工作中，應避免運輸棱角相對明顯的物料，保障設備的使用壽命。

2.2 滾筒的設計與分析

滾筒分為卸載滾筒與傳動滾筒兩種，是輸送機的傳動動力。一般情況下，為了避免輸送帶與滾筒之間發生打滑的現象，需要使用人字形的方式進行包角，增加二者之間的摩擦力。另外，采用人字形方式的包角還能夠提高排污、排水的能力，提高大傾角上運帶式輸送機的工作效率。目前，卸載滾筒與傳動滾筒的焊接方式為整體焊接，筒體與傳動軸之間使用脹套連接的方式，增加傳動軸的輕度，在一定程度上降低了安裝的要求。另外，調整、定位傳動軸時比較便捷，如果被損壞后還能夠重復利用，降低維修成本。

與傳動滾筒相比，卸載滾筒通常被安裝在大傾角上運帶式輸送機的前半部分，用于卸載物料，因此非常容易遭到損壞，需要煤礦管理部門加強檢測與維護工作。在設計卸載滾筒與傳動滾筒時，必須保障其安全指數大于2，同時更要保證筒皮與接盤焊縫、軸肩過渡角的質量，定期檢測滾筒的破損情況，及時更換破損嚴重的部件，保障煤礦工作的效率。

2.3 逆止器的設計

當輸送機的傾角大于20°時，就需要結合實際需求設計逆止器。目前，滾柱逆止器、閘瓦逆止器是常見的逆止器類型，這兩種逆止器在實際工作中需要的報銷系數不大，力矩較小，具有很強的實用性。很多煤礦企業根據井下的實際工作需要，使用雙逆止器，即高速軸位置安裝YWZ液壓逆止器，再將接觸式逆止器安裝在另外一端，實現雙逆止的目的。

2.4 托輥的設計

當大傾角上運帶式輸送機的角度較大或者需要輸送散狀物料時，便要將托輥的槽角定在55°，并且將其設計為單排4輥或者雙排4輥或是單排3輥的形式。通常情況下，下托輥不會受到承載力的負荷，但如果使用的輸送帶材質為鋼絲線芯，就不能使用普通的設計方式，必須將其改造為V型雙輥式，從而保障大傾角上運帶式輸送機的輸送帶能夠正常運行[2]。

2.5 張緊裝置的設計

輸送帶與滾筒之間的摩擦就是大傾角上運帶式輸送機輸送物料的原理，因此煤礦企業在安裝輸送機之后，需要調節輸送帶的張緊度。螺旋拉緊裝置是傳統調節張緊度的設備，已經無法滿足當前煤礦中大傾角上運帶式輸送機的使用需求；車式拉緊的方式，需要使用繩輪組作為紐帶進行固定，安裝時較為復雜，需要使用大量的時間與人力，因此該方式的應用頻次較小；垂直式張緊在應用過程中，需要保障較大的垂直空間，但通常煤礦的井下空間較小，所以無法采用此種方式。基于上述調節張緊度的方式，需要設計一款能夠滿足煤礦井下調節輸送帶張緊程度的小車。

在實際操作的過程中，只需要在小車的后部留出20 kg/m的運行軌道，便可開始調節輸送帶的張緊工作。張緊小車結構形式為全焊接式，其車輪需要與井下輸送行走車輪相匹配，同時還可以在車輪中安裝防滑裝置，采用JH型的張緊小車進行連接。另外，還可以在小車車身安裝重錘塊，以便調節張緊的過程中連接大傾角上運帶式輸送機的機尾滾筒裝置，緩慢地插、放小車中的重錘塊，直到完成調節輸送帶的張緊工作。

2.6 擋煤裝置的設計

大傾角上運帶式輸送機在運輸大塊的物料時，很容易發生物料向反向方下滾的現象，不僅容易損害機械設備，還嚴重威脅井下工作人員的生命安全。針對上述問題，需要每隔一段距離設置一塊擋煤板，保障物料能夠順著輸送帶進行傳輸，避免下滾的現象。如果大傾角上運帶式輸送機在運輸物料的過程中，發生物料向反方向下滾的問題，擋板便可發揮自身的作用，將其阻擋，保障設備能夠穩定運行，延長大傾角上運帶式輸送機的使用壽命，降低維修成本，同時更保障了井下工作人員的生命安全。

2.7 驅動系統的設計

大傾角上運帶式輸送機的動力主要來源于驅動系統。在大功率、長距離、大傾角的輸送機中，驅動系統必須滿足降低啟動加速、延長啟動時間的需求。通常情況下，可以采用變頻器啟動。再者還可以使用調速形式的液力耦合器，再結合泵輪將機械能轉化為大傾角上運帶式輸送機運作的動能，最后在使用渦輪量機械能輸出，從而實現輸送機的運轉。另外，還可以選擇可控起動形式的傳動裝置，即CST，這種裝置主要被應用在大型的大傾角上運帶式輸送機之中，能夠滿足離合、調速、減速的使用需求。同時，可控起動形式的傳動裝置還能夠實現大傾角上運帶式輸送機的軟啟動，大大提高輸送機起動時的性能，實時保護驅動系統，延長系統零部件以及整個系統的使用壽命，并且該裝置的性價比較高，實施檢測、維護與檢修的工作相對簡單，因此可控起動形式的傳動設備值得被廣泛推廣與應用[3]。

3 結語

大傾角上運帶式輸送機在運行過程中存在很多問題，因此需要對輸送機的部件進行研究、設計，延長設備以及零部件的使用壽命，提高其傳輸效率，降低維修成本，以保障煤礦井下工作人員的生命安全。