旋轉型可移動式帶式輸送機的設計探析

陳曉威

（晉能控股集團沁秀公司坪上煤業有限公司，山西 晉城 048000）

引言

根據某煤礦提出的“十四五”規劃要求及目標，當前所運用的大巷帶式輸送機已經無法滿足生產所需，因此，需要對該設備進行更新升級，以提升其運輸水平。由于受到巷道寬度的約束，現需將巷道之內的行人側進行擴展，該操作所形成的矸石可以利用原有輸送機來進行運輸。但是，行人側設置了軌道，其空間狹窄，膠帶機開展輔助作業的難度較大，因此巷道內掘進出來的矸石只能通過人工來將其傳輸到輸送機上，因此，這種人工搬運操作已經無法滿足現階段綜掘設備的發展進度，矸石無法運輸到井外，掘進工作的進度將會造成制約，對工程的完工時間造成影響。基于上述問題，深入分析了膠帶機運行的工況條件，并與礦井的實際需求相結合，設計了一種構造簡單、操作便捷、可自動旋轉的移動式帶式輸送機并展開分析，有效解決了矸石難以運輸的問題。

1 方案設計

本方案設計目的在于有效處理巷道擴幫之時矸石難以運輸的問題，與礦井前期的施工情況相結合，通過深入分析旋轉機構，研發了一部可旋轉、短距離的移動式帶式輸送機。該輸送機充分運用巷道內設置的軌道來進行行使，工人只需要將掘進出來的矸石運送到輸送機上即可，通過將其與大巷皮帶機之間的搭接角度調整，可直接傳輸到帶式輸送機上，有效處理了矸石與輸送機距離較遠和人工操作需要跨越軌道的難題。

2 膠帶機巷道布置

該巷道的寬度為4 000 mm，帶式輸送機設置在巷道的行人側，其中心部位與巷道中心相距1 000 mm；行人側設置軌道，其中心部位與巷道中心相距950 mm。經過相關計算分析，膠帶機巷的寬度最低也需要達到4 500 mm，這樣才可以確保移動式帶式輸送機的順利安裝，擴幫掘進形成的矸石與原大巷帶式輸送機之間相距2 500 mm[1]。如圖1所示為膠帶機巷道的布置。

圖1 膠帶機巷道布置圖（單位：mm）

3 旋轉型移動式帶式輸送機結構設計

該輸送機的組成部件主要有上下托輥組、驅動設備、清掃設備、旋轉小車等，如圖2所示。其關鍵的技術參數如下：寬帶設置為650 mm，帶速設定為1.6 m/s、整體長度設定為4 180 mm、輪距設定為600 mm，其適用的傾角為18°。

3.1 承載架

該承載架的設計采取整體框架式，利用相應規格的方鋼來進行焊接，具有較大的強度較輕的結構，詳見下頁圖3。在搭接長度得以滿足的情況下，經過計算分析，架體的長度和寬度分別設計為4 180 mm和980 mm，不僅降低了設備的整體重量，而且有助于承載架圍繞著回轉支撐來實現旋轉。

圖2 旋轉型移動式帶式輸送機結構

圖3 承載架

3.2 旋轉小車

旋轉小車的組成部件主要為車體、車輪組件等，詳見圖4。

圖4 旋轉小車

車體的傾斜角主要取決于承載架尾部的高度，為了使人工裝載物料更為方便，減少勞動的強度，通過對現場實施模擬，承載架的尾部與地面之間相距600～700 mm。在確保承載架與底板保持平行的情況下，可以將車體的后車輪進行一定的提升，促使座體可以與水平面保持平行，促使承載架可以維持一個水平狀態，承載架在與巷道之間形成一個夾角的時候，膠帶不會出現傾斜，確保物料不會灑落。為了避免帶式輸送機發生倒滑或者側翻，在其座體前方配置一個止爬裝置，當小車停止運行之時，止爬裝置可以完美地貼合軌道，避免出現倒滑。

小車利用回轉支撐與承載架進行連接，回轉支撐可以同時承受較大的綜合負荷，進而確保承載架可以正常旋轉，并通過旋轉來對自身與大巷帶式輸送機之間存在的搭接角度進行調節，保證運行方向的一致性，實現各個位置的傳輸，尤其適用于過于狹窄的作業面[2-3]。

3.3 托輥組

在該裝置中，托輥的直徑為89 mm，上托輥組的安裝部位為承載架的上橫梁，總共有四組，其作用在于對膠帶及物料進行支撐，與頭尾部位相接近的則采取三輥式槽形掛鉤，其作用在于幫助膠帶槽角逐漸趨于平穩，易于物料的裝卸。中間兩組使用四輥式槽形掛鉤托輥，通過將膠帶的傾斜角度進行擴大，可顯著降低物料后滑的范圍，確保物料的平穩運輸；下托輥則使用平托輥，其安裝部位處于承載架的下橫梁中，共設置三組，其作用在于對回程段的膠帶進行支撐。

3.4 驅動裝置

該裝置主要采取YDB型滑塊式防爆電動滾筒，其半徑為320 mm，整體長度為650 mm，功率為4 kW，額定轉速為95 r/min。該裝置原本的外驅動裝置被內驅動裝置代替，結構十分緊湊，重量相對較輕，且占地面積較小，容易維護，并且對于一些可燃性氣體有著較強的適用性。

3.5 擋料裝置及清掃器

在機頭與機尾均配置了擋料裝置，通過該裝置的作用，物料將會被集中傳輸到輸送帶的中心，避免物料出現灑落。電動滾筒的下端安裝了彈簧清掃器，可以將輸送帶上方殘留的物料進行清除，避免物料進到尾部的滾筒之內。

4 結語

目前，旋轉型可移動帶式輸送機已經在礦井下取得廣泛應用，且取得了較好的效果，使巷道擴寬時矸石運輸困難的問題得到解決，而且取得較好的口碑，隨著各個礦井之間的整合擴建，對該設備的需求量也持續擴大。該設備在礦井下的成功應用，為工況條件相似的巷道或者有使用需求的礦井提供了借鑒。