大恒煤業多變坡大傾角下運皮帶機的設計與應用

劉林春 李世興 孫玉明 孫磊

摘? 要：大恒煤業上組煤三采區膠帶巷總長530米，最大坡度18°，巷道整體呈現大傾角、多變坡、大落差等特點，為了確保采區的提升運輸能力，保證上組煤三采區正常開采，經多方研究對比后，決定在該巷道內安裝DTL-100/80/2*160型下運帶式輸送機1部，此皮帶機擔負整個三采區的原煤運輸任務，皮帶機及配套安全設施的選型設計及安裝，影響到設備的正常運行，也決定了采區的運輸能力，因此有必要作為專題進行研究。

關鍵詞：多變坡;大傾角;運皮帶機

一、立項目的

確保上組煤三采區提升運輸能力，保障帶式輸送機安全運行。

二、主要研究內容

針對上組煤三采區膠帶巷大傾角、多變坡、大落差的特點，因此該巷道內帶式輸送機在設計和使用過程中必須克服下運皮帶機飛車、大變坡飄帶、大傾角高落差轉載點灑煤等多項難題。經我礦專業技術人員深入討論，并咨詢相關專家和市場調研后，最終形成統一方案。本次大傾角下運皮帶機設計，主要分三大課題進行研究，現將主要內容簡要如下：

1、大傾角下運皮帶機防飛車設計及應用

大傾角下運皮帶機運輸過程中易發生飛車現象，主要原因是：原煤運輸期間，尤其是皮帶機滿載期間，皮帶機瞬間制動，由于慣性原因致使輸送帶瞬間增大，從而發生輸送帶褶皺現象，導致輸送帶脫離滾筒，兩者之間失去產生相對位移，滾筒失去輸送帶的摩擦力而發生沖帶飛車現象。針對上述存在的問題，我礦主要從以下三個切入點進行設計應用：

（1）采用盤式制動器對皮帶機進行軟制動

為了克服皮帶機在失電制動期間產生的巨大慣性力，必須考慮實現軟制動。目前市場上軟制動形式主要有液壓調速軟制動、盤式制動器軟制動、變頻軟制動等多種形式，上述制動形式當中，盤式制動器因具備范圍最廣、技術成熟、安全系數高等特點，成為本次軟制動方式首選方案。

（2）采用液壓自動張緊裝置，補償輸送帶張緊力。

大傾角下運皮帶機最危險的運行狀態便是飛車打滑，為了補償飛車失速過程中輸送帶與驅動滾筒之間的摩擦力，考慮采用液壓自動張緊裝置，以實現皮帶機恒張緊力運行。本次液壓張緊裝置設計采用，液壓站配套液壓馬達、液壓油缸、張力傳感器等設備，并配套PLC電控箱，能夠實時監測鋼絲繩張緊狀態，一旦發生松繩現象能及時補償鋼絲繩損失的張緊力，且該裝置要求配備有蓄能器，能確保即使在失電情況下，仍能由蓄能器給液壓馬達提供足夠的驅動力，從而避免輸送帶打滑現象發生。

三是采用尾部驅動的形式，降低滾筒和輸送帶之間的相對滑動。此皮帶機若采用傳統的頭部驅動方式，在制動過程中或者一旦發生飛車現象，輸送帶會存在從驅動滾筒脫離的風險，即使采用液壓張緊的形式補償損失的張緊力，也會因超出張緊絞車（張緊油缸）行程過大，最終使輸送帶和滾筒之間失去摩擦力，而造成難以彌補的經濟損失。鑒于上述情況，我礦決定采用尾部驅動的形式，當皮帶機制動時，輸送帶與滾筒之間的相對位移量比較小，同時輸送帶會出現越拉越緊的情況，能夠避免輸送帶與滾筒因失去摩擦力而產生打滑。

2、大傾角下運皮帶機防灑煤設計及應用

皮帶機發生灑煤現象，主要原因有兩點：一是大傾角下山運輸期間，塊煤與輸送帶間相對滑動產生的塊煤滾落現象;二是18°斜坡轉載點處大高差拋煤，而形成的塊煤不穩定墜落現象。針對上述存在的問題，我礦主要從三個切入點進行設計應用，一是加工深槽托輥架，將上槽型托輥架槽型角由35°增加至60°，從而增大輸送帶運輸槽角，避免塊煤灑落，同時加強加厚槽型托輥架選用的鋼材，避免物料下運造成的托輥架扭轉變形現象;二是在轉載點處加裝給煤機，減小物料拋落形成的巨大沖擊力，降低物料沖擊速度，避免高速沖出的塊煤自頂皮帶飛出，同時避免高落差對搭接皮帶機造成的沖擊損傷;三是在轉載點處加裝緩沖床，同時在緩沖床兩邊，加裝防灑煤防護欄，減小轉載點處對輸送帶的沖擊傷害，同時減少原煤灑落量。

3、多變坡下運皮帶機防飄帶設計及應用

皮帶機運輸期間發生飄帶現象，主要原因是18°斜坡與6°斜坡過度太快，上部輸送帶在皮帶機張緊力的作用下，發生輸送帶脫離托輥架的現象。因該地點變坡過快，采用加裝調高支腿的形式，皮帶機頂皮帶高度將接近于巷道頂部，不利于皮帶機安全運行和崗位工日常維護。鑒于上述原因，結合巷道現場條件，我礦利用滾筒的改向和壓帶作用，采取變坡點原煤自卸載的方式，自行設計加工皮帶機壓帶裝置，并在壓帶裝置卸載點處加裝緩沖床和防灑煤裝置，以減小卸載點處對輸送帶的損壞。

三、應用效果：

根據計劃，我礦在三采區膠帶巷安裝一部DTL-100/80/2*160型帶式輸送機，該皮帶機驅動裝置安裝于斜坡頂部，為了防止出現輸送帶打滑、制動力不足等問題，該皮帶機采用尾部驅動的方式，并配套有盤式制動器、液壓自動張緊裝置、變坡點轉載裝置等安全設施。該皮帶機自投入使用以來，擔負了東翼三采區的原煤運輸任務，設備運行期間，未發生任何故障，取得了預期效果。

總結語：此皮帶機投入使用之后，將一直擔負整個三采區的原煤運輸任務，它的成功應用，取得了非常大的安全效益和經濟效益，為大恒煤業乃至整個龍礦集團在大傾角下運皮帶機的應用方面，提供了寶貴的借鑒經驗，值得大范圍進行推廣應用。此部皮帶機按照每天工作16小時，每小時運量500t進行計算，每天可運輸原煤9000t，可創造經濟效益90萬元/天。