煤礦井下掘進煤矸運輸簡易皮帶機的設計和應用

王世龍

冀中能源股份有限公司邢臺礦掘進一隊 河北邢臺 054000

本實用新型涉及一種煤礦采煤煤矸石簡易帶式輸送機，它由與縱梁支架相連的頭部和尾部組成。所述頭部部設有驅動裝置、張緊裝置和旋轉裝置，所述電動輥可通過控制器進行正負旋轉。具有結構簡單，操作方便，安裝拆卸方便等優點。整機采用組合式，可實現帶式輸送機的正反轉。

1 簡單帶式輸送機的設計

1.1 簡易帶式輸送機的設備選擇

在進行簡易皮帶設計之前，應先選擇運輸設備的型號，然后根據設備條件進行簡易皮帶設計。根據行業工作經驗，簡單皮帶的設計公式總結如下：

其中：Pm為驅動功率，kWh；L為皮帶長度，取300my為運輸設備運行速度，1.6m/s；q代表設備的運輸量，取200t/h，取5m；作為設備運輸的高度；H=Lsinot，a代表設備傾斜；代表皮帶寬度，取0.8m..經過計算，得出Pm的運行功率在19.3-13.8kWh之間。根據經驗總結的公式選擇標準，認為Pm運行功率在22kWh時是可行的。之后在此范圍內選擇運輸設備，最終確定油浸式電鼓驅動裝置，其設備型號為YT22-1.6-800-630。通過理論分析，油浸式電動滾筒驅動裝置的應用滿足了皮帶外觀、動力和傳動簡單的要求[1]。

1.2 框圈是結構設計

在帶式輸送機的設計中，將傳統的框架結構改為目前流行的框架一體化結構，將旋轉改向框架改為分體結構，整個結構用螺栓連接，保證運輸不受阻礙，方便人工提升和組裝。

1.3 帶式輸送機的結構設計

將帶式輸送機機架改造成一體式機架，采用分體式旋轉改向機架，結構之間用螺栓連接。這種方法有利于在巷道運輸條件困難時減輕工人的工作量。用于張緊的行走小車作為皮帶張緊系統安裝在機架內，設計行走小車長度不大于6m，使設計的煤矸石帶式輸送機盡可能簡單。帶式輸送機尾部采用分體式尾部。為了防止帶式輸送機尾部容易受到矸石沖擊的影響，尾部安裝了彈簧托輥。盡量把皮帶的各個部分拆分成簡單的小部分，可以手動解決。通過以上對煤矸石帶式輸送機的改進和設計，不僅選擇了更適合礦井運輸動力的帶式輸送機型號，而且簡化了帶式輸送機，達到了操作簡單的效果。除了帶式輸送機的電動滾筒，帶式輸送機的所有部件都由煤炭工業集團制造。經過多次修改和重新設計，帶式輸送機的結構最終得到優化和最終確定。研制的第一臺簡易煤矸石帶式輸送機已應用于15207掘進巷道，全長100m，安裝運輸三班制。

1.4 皮帶尾部的結構設計

帶式輸送機的尾部結構也采用分體式結構設計，所有模塊和結構都可以拆卸，實現人工維護。尾部采用專利差頻彈簧托輥，解決了尾部皮帶因矸石沖擊而磨損的問題。通過上述運輸設備的開發，簡化了帶式輸送機的設備機構，最終實現了設備簡單便攜的效果。

1.5 .實施和使用

①用電動滾筒代替驅動滾筒裝置和驅動部件，不再使用電機，消除了電機受潮現象，消除或減少了電機故障。安裝后，根據現場情況，簡化控制系統采用帶式輸送機綜合保護裝置，并相應安裝必要的保護裝置，分別簡化清掃車和張力跑車，消除故障點。②為解決主動輥更換困難、主動輥機架短、浮煤清理困難、皮帶運行不穩定等問題，對帶式輸送機進行了優化和改進，從原來的前驅動改為后驅動。③經過認真研究分析，最終研制出這種新型運輸設備，徹底解決了掘進生產中遇到的各種問題。這種結構簡單、節省材料、輕便高效、安全可靠的帶式輸送機稱為簡易帶式輸送機。改進后的帶式輸送機安裝在淮南隊使用的角頭北側。已經運行半年了，無故障，效果不錯。

2 簡易帶式輸送機的應用

在簡易帶式輸送機的制造中，所使用的附件、零件和模塊都來自于維修時SSJ800帶式輸送機所更換的附件[2]。除電鼓單獨購買的零件外，其他備件由維修生產的零件加工、修理和制造。成品完成后，多次打磨，得到最合適尺寸的備件。首批簡易帶式輸送機可投入使用，預計巷道總長度約80m。簡易帶式輸送機投入使用后，用電動滾筒代替驅動滾筒裝置，節約了電機成本，避免了電機受潮問題，降低了電機故障率。安裝完成后，應根據現場實際情況簡化控制系統，同時安裝帶式輸送機保護設施。

3 運用簡易帶式輸送機的經濟效益

首先，每臺簡易帶式輸送機可以替代3臺設備長度為300m的刮板設備，預計每臺簡易帶式設備的制造成本約為6萬元，而每臺100米運輸刮板機的投入成本將高達14萬元，工作距離為300m，總采購成本約為45萬元。據初步計算，每更換一臺簡易帶式輸送機，可為技術挖掘單位節省39萬元。此外，還節省了大量的人力和維護費用，估計每年節省的人員費用和維護費用分別接近200萬元和10萬元。簡單的帶式輸送機，總投資和成本節約預計達到250萬元。此外，即使設備運行沒有故障，也需要一定的時間進行維護。據統計，一套設備每周平均維護時間約為24小時，與同等工作效率的鏟運機相比，每周節省的維護時間約為10小時[3]。

4 結語

總之，簡易帶式輸送機的發展消除了事故隱患，降低了工人的勞動強度，有利于安全生產，提高了掘進進尺。每臺簡易帶式輸送機按300m計算，可替代三臺刮板機。每臺簡易帶式輸送機的總生產成本為6萬元，而輸送機的總生產成本為14萬元/（部，100m）。因此，每臺帶式輸送機將節省36萬元的設備資金。目前，井下投入運營的11臺簡易帶式輸送機共節約近400萬元。節約崗位工人工資，降低大量維修材料成本。