拱形巷道帶式輸送機無基礎安裝技術初探

摘 要：隨著我國科學技術的高速發展，近年來我國煤礦生產逐漸機械化，其中應用較為廣泛的就是煤礦帶式輸送機。帶式輸送機又稱為膠帶輸送機，在煤礦生產過程中起著重要作用，它以物料與傳送帶之間的摩擦力為驅動實現運輸功能。本文以帶式輸送機的結構組成為基礎，結合煤礦拱形巷道的特點，使用帶式傳送機安裝技術，設計了一種應用于煤礦拱形巷道的帶式輸送機安裝系統，大大優化了帶式輸送機的安裝過程，提高了工作效率和安全性，減少了人力和物力的消耗，能夠給煤礦相關工作提供一定的借鑒。

關鍵詞：帶式輸送機;煤礦拱形巷道;安裝;安全性

0 引言

煤礦生產機械化水平的提高推動了帶式傳送機在煤礦生產中的應用。目前來說帶式傳送機多應用于露天煤礦工作、井下巷道煤礦工作和煤礦生產的運輸中，能夠對物料進行水平運輸和傾斜運輸，具有運輸量較大，能夠進行連續運輸，運輸較快，運輸效率高等多個優點。傳統的帶式輸送機的安裝首先需要預埋地腳螺栓，以對應帶式輸送機機座的安裝孔，然后通過螺母將兩者固定。這種安裝較為復雜，缺點較多，安裝花費的時間、人力、物力較大。為了提高帶式輸送機的安裝效率，節約成本，需要對其安裝過程進行研究，本文針對煤礦拱形巷道帶式輸送機的安裝問題提出一種無基礎安裝系統，大大改進了安裝過程，簡化了安裝流程，提高了安裝效率。

1 帶式傳送機無基礎安裝系統概述

1.1 無基礎安裝系統設計過程

對煤礦帶式輸送機進行設計，一般主要考慮幾個方面的因素：輸送長度、輸送機安裝傾角、輸送能力、輸送物料堆積容量、輸送物料堆積角、輸送物料平均塊度、輸送物料最大塊度。另外，設計時還需要參考帶式輸送機的實際工作環境、給料點的具體位置、輸送機的實際工作強度、物料裝卸方式等。

設計過程主要包括以下幾個步驟：

①以煤礦生產能力為基礎確定帶式輸送機的運輸量Q，公式為：Q=1.25×（Q×104）/（300×4），其中，Q：設計運輸量;Q：煤礦生產能力;

②確定帶式輸送機的工作帶速V，一般設計范圍在1.25到3.15之間;

③確定輸送機帶寬B，計算公式為：B=[Q/K×γ×V×

Cst]0.5，其中，K：裝料斷面系數;Cst：輸送機傾斜系數;γ：輸送物料堆積容量。計算后需要對照MT414中的帶寬標準值，如果不符合規定，需要進行修改;

④驗算帶寬的合格性。對于沒有經過篩分處理的散裝物料來說帶寬應滿足B≥2Xmax+0.2;對于經過篩分處理的散裝物料來說帶寬應滿足B≥3Xm+0.2。其中，Xmax：輸送物料的最大塊度;Xm：輸送物料的平均塊度;

⑤計算輸送機的實際輸送能力Qn，公式為：Qn=3600×

Amax×V×Cst，其中，Amax：最大裝料斷面面積;

⑥確定托輥型號。托輥的選型需要參考帶寬、帶速、動靜載荷等數據，計算完成之后需要對比靜載荷和動載荷數值，以數值較大的載荷為依據選擇托輥。

設計完成后需要計算帶式輸送機的張力以及進行強度校核。為了保證輸送機的正常工作，輸送帶的最小張力需要滿足兩個條件：第一是傳動滾筒能夠傳遞足夠大的圓周力，以避免輸送帶打滑;第二是需要嚴格控制托輥之間輸送帶的下垂度，一般來說允許的垂直度在2%以內。

1.2 無基礎安裝系統安裝組成

根據上述設計過程，本文設計了如圖2所示的無基礎安裝系統，主要包括卸載部、主驅動部、副驅動部、張緊裝置、卷帶裝置及機尾部，其中帶式輸送機的型號是DSJ140/300/3×630，具有可伸縮的特點，能夠滿足工作要求。參考設計手冊對該裝置各個部分進行受力分析并進行計算，得出卸載部分受力最大。

1.3 無基礎安裝系統設計原理

無基礎安裝系統利用了液壓支柱，使用液壓支柱能夠增大工作時輸送機底座的正壓力，以達到增大與地面之間摩擦阻力的目的，這樣就能夠有效避免工作過程中設備因受力發生位移。

根據帶式輸送機的受力計算結果，可以分為五組無基礎安裝系統，每組包括底座和液壓支柱。五組系統的分布情況為：4組的液壓支柱安裝在輸送機兩側，兩個小油缸能夠對支柱方向進行調節，兩個大油缸能夠提供一定的支持力。工作過程中，將帶式輸送機的支架固定在無基礎安裝系統底座上，輸送機底座通過銷軸與液壓支柱底部連接，將液壓支柱頂部與巷道頂部固定連接在一起。這樣大油缸工作時就能夠增大安裝系統底座與地面的摩擦阻力，將帶式輸送機固定在地面上。如圖3所示是無基礎安裝系統的結構組成。

1.4 無基礎安裝系統的特點

無基礎安裝系統相比于傳統的帶式輸送機安裝方式有以下幾個優點：

①液壓支柱通過無基礎安裝系統底座與帶式輸送機支架固聯在一起，能夠避免兩者發生相對位移;

②由于輸送機中心線與搭接硐室中心線存在著400mm的偏差，所以需要將兩側液壓支柱的高度設計為不同值以保證受力平衡，提高系統的安全性和穩定性;

③由于工作環境的影響，液壓支柱在工作時可能會出現滑動、位移等情況，無基礎安裝系統支柱頂部設計了防滑裝置，能有效避免液壓支柱的移動;

④根據受力分析和計算結果調整液壓支柱的位置和安裝角度，使液壓支柱工作位置達到最佳;

⑤液壓系統具有較高的安全性，能夠通過手動閥控制液壓系統;

⑥在系統中安裝壓力表，隨時監測液壓系統壓強，出現問題及時進行維護，可以保證系統的正常穩定工作。

2 帶式傳送機無基礎安裝技術的應用

2.1 固定帶式輸送機

由于傳統帶式輸送機的安裝過程較為復雜，需要消耗大量的人力物力，使用帶式輸送機無基礎安裝技術省去了繪制安裝基礎圖紙、預埋地腳螺栓和螺帽固定等安裝環節，大大簡化了安裝流程、減少了成本的投入、提高了安裝效率。帶式輸送機無基礎安裝系統的安裝過程主要包括以下幾個部分：

①將無基礎安裝系統移動至預定位置，并連接固定住輸送機支架;

②調節液壓閥使小油缸工作，控制液壓支柱的方向;

③調節液壓閥使液壓支柱頂住頂板，在調節液壓支柱的過程中需要時刻注意壓力表的示數，控制油缸內部壓強到達指定值。工作時如出現泄壓情況需要及時進行補壓，保證系統的正常工作。

2.2 無基礎安裝系統的布置

以帶式輸送機的受力情況與計算結果為基礎確定無基礎安裝系統在機頭部的安裝位置，受力情況如下表所示：

由上表可知，卸載部所受力最大，為582kN，其次是副驅動部，為245kN。為了最大限度使每組液壓支柱受力降到最低，在設計時將主驅動部、卸載部與副驅動部的座體進行連接固定，如圖4所示。通過計算分析該整體的受力情況，最后受力結果為344.8kN，為了使無基礎安裝系統正常工作，選定直徑為180mm的大液壓缸活塞。計算得到系統受到的最大壓力使17.16MPa，符合泵站規定的15-20MPa的范圍。

對整體進行受力分析后確定卸載部液壓支柱角度為105度，張緊裝置部液壓支柱角度為75度，除此之外其他的液壓支柱角度都是90度。

2.3 無基礎安裝技術在拱形巷道中的應用

由于煤礦拱形巷道頂板不平整，在設計過程中根據工作的實際環境在液壓支柱上端也設計了座體，以實現液壓支柱與巷道頂板的固定連接。液壓支柱上端座體主要包括上板、立板和下板，具體如圖6所示。設計時，上板走向與巷道頂板走向相近，方便兩者連接;下板連接液壓支柱并與其垂直;立板與上下板連接并于兩者垂直。

液壓支柱上端座體打有直徑為30mm的盲孔，在盲孔里面安裝有長度不一的圓柱體。在工作過程中，當座體接觸到巷道頂板后，隨著液壓支柱的繼續增高，盲孔內一部分較長的圓柱體就能插入頂板，達到固定效果，避免座體發生位移，實現定位。液壓支柱再繼續增高，較短的圓柱體也會插入巷道頂板中，能夠避免座體沿拱形巷道向中線方向移動，大大提高了無基礎安裝系統的穩定性。

3 結束語

綜上所述，本文提出的煤礦拱形巷道帶式輸送機無基礎安裝技術能夠有效解決帶式輸送機安裝過程復雜、成本投入大的問題，提高了安裝過程中的穩定性和安全性，通過機械化實現了煤礦設備的快速安裝，促進了煤礦技術的機械化、自動化，為相關工作提供了一個可供參考的思路。

參考文獻：

[1]宋奕.煤礦用帶式輸送機設計計算與應用[J].煤炭技術，2013，32（10）：13-14.

[2]劉小明，張杰文.煤礦拱形巷道帶式輸送機無基礎安裝技術初探[J].神華科技，2018，16（06）：18-20.

作者簡介：

黨正偉（1974- ），男，漢族，山西忻州保德人，機電工程師，大同煤礦集團軒崗煤電公司焦家寨礦機電礦長。研究方向：煤礦機電管理、煤礦機械與供電系統設計等。