1概述

隨著我國煤礦、礦山采掘綜采系統(tǒng)的推廣和普及，巷道運(yùn)輸?shù)钠款i已嚴(yán)重制約了煤礦產(chǎn)能的提升。目前絕大多數(shù)井下巷道為單線路輸送系統(tǒng)，井下掘進(jìn)產(chǎn)生的矸石和采掘的原煤均是通過一條輸送機(jī)分時輸送，這就造成了掘進(jìn)和采掘相互影響的關(guān)系，即采掘和掘進(jìn)無法同時進(jìn)行，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。由于國內(nèi)煤礦大多數(shù)是多煤層、多煤質(zhì)的煤礦，不同煤質(zhì)的原煤只能混合輸送出礦井，增加了后續(xù)分選難度，降低了煤炭品質(zhì)和銷售價格，減少了煤礦企業(yè)利潤。

同時煤礦在井下轉(zhuǎn)運(yùn)過程中會產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重污染了井下空氣，在粉塵濃度聚集的地方甚至?xí)l(fā)生爆炸，據(jù)統(tǒng)計礦井中粉塵80%來自于輸送轉(zhuǎn)運(yùn)過程產(chǎn)生的粉塵，每輸送一噸煤將有10克煤粉產(chǎn)生、一個年產(chǎn)100萬噸的煤礦每年會產(chǎn)生10噸煤礦粉塵，轉(zhuǎn)運(yùn)粉塵已經(jīng)嚴(yán)重影響井下作業(yè)的人生安全以及礦井的開采工作。

礦用雙層下運(yùn)帶式輸送機(jī)布置簡圖

2設(shè)計分析

根據(jù)煤礦的實(shí)際情況，通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計分析、巧妙的構(gòu)思自主研發(fā)。針對雙層輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計、動態(tài)分析及三維模擬設(shè)計、PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、高效節(jié)能托輥的設(shè)計、自動糾偏裝置設(shè)計、電機(jī)負(fù)載發(fā)電及反饋電網(wǎng)系統(tǒng)等技術(shù)進(jìn)行深入研究和開發(fā);針對一點(diǎn)定位多點(diǎn)加工工藝、大型強(qiáng)力滾筒制造工藝、熱處理消除焊接應(yīng)力工藝、高效節(jié)能托輥制作工藝等開展了一系列的研究和技術(shù)攻關(guān)，逐一克服了上述技術(shù)難點(diǎn)。礦用雙層雙運(yùn)帶式輸送機(jī)”產(chǎn)品可在不增加巷道投資的情況下，能夠?qū)⑤斔土刻岣咭槐?，具有?jié)約空間、運(yùn)量大、安裝方便、安全性能高的特點(diǎn)。產(chǎn)品達(dá)到以下技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)：

（1）最大輸送傾角負(fù)13°、長度600m、雙層向下輸，輸送量800噸/小時，功率：4×280kw

（2）利用物料下運(yùn)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化利用率達(dá)到80%以上。

（3）設(shè)備啟動制動加速度小于0.05m/S2。

（4）實(shí)現(xiàn)控制自動化、通訊網(wǎng)絡(luò)化和管理信息化。

3主要設(shè)計特點(diǎn)

3.1礦用雙層下運(yùn)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)具體項(xiàng)目情況，設(shè)計上下層輸送帶帶寬及上下布置形式（上下相同、上大下小、上小下大）;驅(qū)動方式及布置情況，同時配置相應(yīng)的中部機(jī)架、上下承載托輥、防飄帶裝置、張緊裝置（設(shè)置在張力最小處）等。使該結(jié)構(gòu)即提高了運(yùn)輸效率，又保證了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低了巷道的投資和運(yùn)輸成本，解決了煤和煤矸石同時運(yùn)輸?shù)碾y題。

3.2高性能托輥研制

采用新型高強(qiáng)度耐磨陶瓷材料替代傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)形式，采用拉光軸加特制擋圈定位、ABS高強(qiáng)度多重迷宮式密封等特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，同時產(chǎn)品性能、使用壽命、生產(chǎn)效率等得到大幅提高，生產(chǎn)成本大幅降低。

3.3電機(jī)負(fù)載發(fā)電及反饋電網(wǎng)驅(qū)動裝置

采用IGBT逆變控制系統(tǒng)將電機(jī)處于發(fā)電制動工況下的電能，通過直流共母線技術(shù)+變頻制動技術(shù)將電能反饋電網(wǎng)，采用多級電抗+正弦波濾波技術(shù)提高反饋電流質(zhì)量，將產(chǎn)生的電能提供給煤礦照明等系統(tǒng)使用，使礦用雙層下運(yùn)帶式輸送機(jī)（向下運(yùn)輸條件）能量轉(zhuǎn)化利用率達(dá)到80%以上。

3.4無塵轉(zhuǎn)載系統(tǒng)

自主研發(fā)“曲線緩沖”、“誘導(dǎo)風(fēng)控制”、等新技術(shù)開發(fā)出無塵轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效解決物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程產(chǎn)生粉塵的情況，將輸送系統(tǒng)粉塵濃度控制在10mg/m3以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了輸送轉(zhuǎn)載過程的粉塵治理，改善了工作環(huán)境，保證井下工作人員的人生安全，防止粉塵對空氣造成污染。

3.5全自動糾偏裝置

采用自動擋輥和四連桿機(jī)構(gòu)，通過輸送帶運(yùn)動和托輥旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向分力自動使輸送帶居中運(yùn)行。具有糾偏性能高、無需人工調(diào)整，有效保證了輸送機(jī)的安全運(yùn)行，是防止輸送機(jī)跑偏、保證設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵產(chǎn)品。

4結(jié)論

通過科學(xué)的設(shè)計、獨(dú)特的構(gòu)思，將普通的單承載面輸送機(jī)變?yōu)殡p承載面輸送機(jī)布置在同一巷道中，解決了雙層輸送的整體布置、長距離動力驅(qū)動設(shè)計、雙層共振、及雙層獨(dú)立輸送等技術(shù)難題。形成有限元分析、變頻控制技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等多項(xiàng)行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)計及制作技術(shù)，這些技術(shù)都可以應(yīng)用在普通帶式輸送機(jī)上，將大大提高帶式輸送機(jī)設(shè)計和制作水平，為帶式輸送機(jī)向長距離、大角度、大運(yùn)量、高帶速方向發(fā)展提供了有力的理論和實(shí)踐支撐。能量轉(zhuǎn)化利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化并合理利用，該技術(shù)打破傳統(tǒng)高能耗的下運(yùn)輸送方式，提供了一種安全節(jié)能、利用再生動能發(fā)電的新技術(shù)。

作者簡介：

劉剛，性別：男，民族：漢，籍貫：四川省內(nèi)江市資中縣，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)骨干，當(dāng)前職稱：機(jī)械工程師（中級），學(xué)歷：全日制大專，研究方向：制造業(yè).