帶式輸送機輸送帶選型優化及導料槽結構改造研究

吳志剛

（霍州煤電集團云廈建筑工程有限公司白龍礦建分公司，山西 霍州 031400）

煤礦井下帶式輸送機設備的作用主要是完成井下開采的煤炭物料的運輸和轉移，當前在煤礦井下已大面積應用。但是煤礦井下應用的帶式輸送機型號多樣，有關部件存在著一些缺陷，影響著其使用壽命和工作效率。本文對霍州煤電集團各煤礦帶式輸送機的總體情況進行分析，對帶式輸送機輸送帶優化選型和導料槽進行結構改造設計[1-6]，提高設備使用壽命。

1 帶式輸送機輸送帶的優化選型

1.1 帶式輸送機輸送帶應用缺陷

從霍州煤電集團下屬各煤礦應用的帶式輸送機來看，各煤礦帶式輸送機輸送帶無法實現通用。按輸送帶中線層材質可以分為：滌綿帆布芯帶輸送帶、尼龍芯輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶等；輸送帶的規格線層從4 層到8 層線均不等；輸送帶的制造工藝也較為多變，上膠面厚度也沒有統一，在4～10 mm之間。基于以上情況，造成了霍州煤電集團下屬各煤礦的帶式輸送機的機型非常之多，給設備維修和零部件的采購帶來了很大的浪費。因此，對集團內帶式輸送機所用輸送帶進行全面校核，減少輸送帶的規格型號種類，這對于輸送帶的維修和采購意義重大。

1.2 帶式輸送機輸送帶的優化

通過對輸送帶下垂的最小張力、最大圓周驅動力、不打滑的最小驅動力和輸送帶的層數的理論計算分析，確定白龍煤礦所有帶式輸送機在穩定安全運輸的工作狀態下，采用st5400 鋼絲繩芯皮帶均滿足基本要求。通過對輸送帶的統一優化，可以降低運輸帶的管理和維修成本。

2 導料槽結構改造研究

2.1 傳統帶式輸送機導料槽缺陷分析

輸送帶是煤礦帶式輸送機的關鍵零部件，因磨損問題導致輸送帶耐久性差，使用壽命不長，因此導致帶式輸送機的維修成本居高不下。通過對霍州煤電集團已失效的輸送帶分析后得知，輸送帶失效的關鍵因素為設備導料槽擋板的磨損。因此，對導料槽結構進行改造優化，降低其對輸送帶的磨損，是延長輸送帶使用壽命的有效途徑。

霍州煤電集團以往傳統帶式輸送機導料槽結構如圖1。導料槽擋板的作用：（1）對煤炭物料起到導料作用；（2）起到密封作用，防止煤炭物料和煤炭粉塵的溢出。在該導料槽的設計中，采用擋板與輸送帶之間的壓力來實現密封和導料的相互作用，因此當壓力過剩時，就會作用在輸送帶上，兩者相互摩擦進而對輸送帶造成磨損。

圖1 傳統導料槽基本結構示意圖

2.2 帶式輸送機導料槽結構改造設計

輸送帶在煤炭物料運輸中受力主要有：（1）煤炭物料和輸送帶的摩擦力；（2）清掃器、卸料器等的支撐阻力；（3）煤炭物料的提升阻力；（4）導料槽摩擦阻力。可以優化的阻力主要有清掃器、卸料器等的支撐阻力和導料槽摩擦阻力。因此，對導料槽結構進行改造，減小導料槽摩擦阻力，降低對輸送帶的摩擦，提高其使用壽命。

導料槽擋板主要是膠料材質，其體積壓縮模量值K 很高，可達1.5～2 GPa，因此當導料槽擋板發生較小形變時就可以產生非常大的阻力，對輸送帶的磨損也較大。

針對這一情況，改變以往輸送帶與擋板的接觸距離，設計一種新型非接觸式擋板結構，如圖2。改造時將擋板與輸送帶進行疏離，設置導料裝置和密封裝置。采用廢舊的橡膠材質皮帶作為導料裝置，擋板與輸送帶保持有3～5 mm 的間隙，兩者不直接接觸，不會產生接觸壓力和摩擦力，對輸送帶不造成磨損。在間隙處采用軟質布料進行充填密封，軟質布料與輸送帶的摩擦力非常小，可不計。

圖2 新型非接觸式導料槽結構示意圖

3 實踐應用及效果分析

白龍煤礦井下主要使用B1400 型帶式輸機機、GX2000 型帶式輸送機、DTL 型帶式輸送機。通過計算分析，確定帶式輸送機輸送帶全部統一采用st5400 鋼絲繩芯皮帶，可以有效降低輸送帶的管理和維修成本。

將設計的新型非接觸式導料槽在白龍煤礦井下所有的帶式輸送機上進行了改造安裝，調試后，投入到實踐生產過程中。從2020 年4 月至今，帶式輸送機的運行整體穩定，新型非接觸式導料槽使輸送帶損害大幅度降低，有效提高了輸送帶的使用壽命，降低了輸送帶的更換頻率。

帶式輸送機輸送帶規格的統一以及新型非接觸式導料槽的改造應用，使輸送帶的維修工作量降低了80%，輸送帶的采購量降低了40%，帶式輸送機的用電量節約了11.5%，為企業創造了較好的安全經濟效益。