大恒煤業(yè)多變坡大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉林春 李世興 孫玉明 孫磊

摘? 要：大恒煤業(yè)上組煤三采區(qū)膠帶巷總長(zhǎng)530米，最大坡度18°，巷道整體呈現(xiàn)大傾角、多變坡、大落差等特點(diǎn)，為了確保采區(qū)的提升運(yùn)輸能力，保證上組煤三采區(qū)正常開(kāi)采，經(jīng)多方研究對(duì)比后，決定在該巷道內(nèi)安裝DTL-100/80/2*160型下運(yùn)帶式輸送機(jī)1部，此皮帶機(jī)擔(dān)負(fù)整個(gè)三采區(qū)的原煤運(yùn)輸任務(wù)，皮帶機(jī)及配套安全設(shè)施的選型設(shè)計(jì)及安裝，影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，也決定了采區(qū)的運(yùn)輸能力，因此有必要作為專題進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：多變坡;大傾角;運(yùn)皮帶機(jī)

一、立項(xiàng)目的

確保上組煤三采區(qū)提升運(yùn)輸能力，保障帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行。

二、主要研究?jī)?nèi)容

針對(duì)上組煤三采區(qū)膠帶巷大傾角、多變坡、大落差的特點(diǎn)，因此該巷道內(nèi)帶式輸送機(jī)在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中必須克服下運(yùn)皮帶機(jī)飛車、大變坡飄帶、大傾角高落差轉(zhuǎn)載點(diǎn)灑煤等多項(xiàng)難題。經(jīng)我礦專業(yè)技術(shù)人員深入討論，并咨詢相關(guān)專家和市場(chǎng)調(diào)研后，最終形成統(tǒng)一方案。本次大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)設(shè)計(jì)，主要分三大課題進(jìn)行研究，現(xiàn)將主要內(nèi)容簡(jiǎn)要如下：

1、大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)防飛車設(shè)計(jì)及應(yīng)用

大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中易發(fā)生飛車現(xiàn)象，主要原因是：原煤運(yùn)輸期間，尤其是皮帶機(jī)滿載期間，皮帶機(jī)瞬間制動(dòng)，由于慣性原因致使輸送帶瞬間增大，從而發(fā)生輸送帶褶皺現(xiàn)象，導(dǎo)致輸送帶脫離滾筒，兩者之間失去產(chǎn)生相對(duì)位移，滾筒失去輸送帶的摩擦力而發(fā)生沖帶飛車現(xiàn)象。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我礦主要從以下三個(gè)切入點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用：

（1）采用盤式制動(dòng)器對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行軟制動(dòng)

為了克服皮帶機(jī)在失電制動(dòng)期間產(chǎn)生的巨大慣性力，必須考慮實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng)。目前市場(chǎng)上軟制動(dòng)形式主要有液壓調(diào)速軟制動(dòng)、盤式制動(dòng)器軟制動(dòng)、變頻軟制動(dòng)等多種形式，上述制動(dòng)形式當(dāng)中，盤式制動(dòng)器因具備范圍最廣、技術(shù)成熟、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，成為本次軟制動(dòng)方式首選方案。

（2）采用液壓自動(dòng)張緊裝置，補(bǔ)償輸送帶張緊力。

大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)最危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)便是飛車打滑，為了補(bǔ)償飛車失速過(guò)程中輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的摩擦力，考慮采用液壓自動(dòng)張緊裝置，以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)恒張緊力運(yùn)行。本次液壓張緊裝置設(shè)計(jì)采用，液壓站配套液壓馬達(dá)、液壓油缸、張力傳感器等設(shè)備，并配套PLC電控箱，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩張緊狀態(tài)，一旦發(fā)生松繩現(xiàn)象能及時(shí)補(bǔ)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(dá)提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，從而避免輸送帶打滑現(xiàn)象發(fā)生。

三是采用尾部驅(qū)動(dòng)的形式，降低滾筒和輸送帶之間的相對(duì)滑動(dòng)。此皮帶機(jī)若采用傳統(tǒng)的頭部驅(qū)動(dòng)方式，在制動(dòng)過(guò)程中或者一旦發(fā)生飛車現(xiàn)象，輸送帶會(huì)存在從驅(qū)動(dòng)滾筒脫離的風(fēng)險(xiǎn)，即使采用液壓張緊的形式補(bǔ)償損失的張緊力，也會(huì)因超出張緊絞車（張緊油缸）行程過(guò)大，最終使輸送帶和滾筒之間失去摩擦力，而造成難以彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于上述情況，我礦決定采用尾部驅(qū)動(dòng)的形式，當(dāng)皮帶機(jī)制動(dòng)時(shí)，輸送帶與滾筒之間的相對(duì)位移量比較小，同時(shí)輸送帶會(huì)出現(xiàn)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(chǎn)生打滑。

2、大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)防灑煤設(shè)計(jì)及應(yīng)用

皮帶機(jī)發(fā)生灑煤現(xiàn)象，主要原因有兩點(diǎn)：一是大傾角下山運(yùn)輸期間，塊煤與輸送帶間相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的塊煤滾落現(xiàn)象;二是18°斜坡轉(zhuǎn)載點(diǎn)處大高差拋煤，而形成的塊煤不穩(wěn)定墜落現(xiàn)象。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我礦主要從三個(gè)切入點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)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(yùn)輸槽角，避免塊煤灑落，同時(shí)加強(qiáng)加厚槽型托輥架選用的鋼材，避免物料下運(yùn)造成的托輥架扭轉(zhuǎn)變形現(xiàn)象;二是在轉(zhuǎn)載點(diǎn)處加裝給煤機(jī)，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?zèng)_出的塊煤自頂皮帶飛出，同時(shí)避免高落差對(duì)搭接皮帶機(jī)造成的沖擊損傷;三是在轉(zhuǎn)載點(diǎn)處加裝緩沖床，同時(shí)在緩沖床兩邊，加裝防灑煤防護(hù)欄，減小轉(zhuǎn)載點(diǎn)處對(duì)輸送帶的沖擊傷害，同時(shí)減少原煤灑落量。

3、多變坡下運(yùn)皮帶機(jī)防飄帶設(shè)計(jì)及應(yīng)用

皮帶機(jī)運(yùn)輸期間發(fā)生飄帶現(xiàn)象，主要原因是18°斜坡與6°斜坡過(guò)度太快，上部輸送帶在皮帶機(jī)張緊力的作用下，發(fā)生輸送帶脫離托輥架的現(xiàn)象。因該地點(diǎn)變坡過(guò)快，采用加裝調(diào)高支腿的形式，皮帶機(jī)頂皮帶高度將接近于巷道頂部，不利于皮帶機(jī)安全運(yùn)行和崗位工日常維護(hù)。鑒于上述原因，結(jié)合巷道現(xiàn)場(chǎng)條件，我礦利用滾筒的改向和壓帶作用，采取變坡點(diǎn)原煤自卸載的方式，自行設(shè)計(jì)加工皮帶機(jī)壓帶裝置，并在壓帶裝置卸載點(diǎn)處加裝緩沖床和防灑煤裝置，以減小卸載點(diǎn)處對(duì)輸送帶的損壞。

三、應(yīng)用效果：

根據(jù)計(jì)劃，我礦在三采區(qū)膠帶巷安裝一部DTL-100/80/2*160型帶式輸送機(jī)，該皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置安裝于斜坡頂部，為了防止出現(xiàn)輸送帶打滑、制動(dòng)力不足等問(wèn)題，該皮帶機(jī)采用尾部驅(qū)動(dòng)的方式，并配套有盤式制動(dòng)器、液壓自動(dòng)張緊裝置、變坡點(diǎn)轉(zhuǎn)載裝置等安全設(shè)施。該皮帶機(jī)自投入使用以來(lái)，擔(dān)負(fù)了東翼三采區(qū)的原煤運(yùn)輸任務(wù)，設(shè)備運(yùn)行期間，未發(fā)生任何故障，取得了預(yù)期效果。

總結(jié)語(yǔ)：此皮帶機(jī)投入使用之后，將一直擔(dān)負(fù)整個(gè)三采區(qū)的原煤運(yùn)輸任務(wù)，它的成功應(yīng)用，取得了非常大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，為大恒煤業(yè)乃至整個(gè)龍礦集團(tuán)在大傾角下運(yùn)皮帶機(jī)的應(yīng)用方面，提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)，值得大范圍進(jìn)行推廣應(yīng)用。此部皮帶機(jī)按照每天工作16小時(shí)，每小時(shí)運(yùn)量500t進(jìn)行計(jì)算，每天可運(yùn)輸原煤9000t，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益90萬(wàn)元/天。