主斜井大型帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、主斜井大型帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì) 摘 要：論述了不連溝主斜井帶式輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括參數(shù)選擇、選型計(jì)算和主要部件比較，從而提高了帶式輸送機(jī)的性能而且降低了成本，同時(shí)對(duì)大運(yùn)量、高速度主斜井帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)有關(guān)問題提出了一些成功經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：主斜井；帶式輸送機(jī)；優(yōu)化設(shè)計(jì) 一. 引言 不連溝礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10m/a，礦井開拓方式為：工業(yè)廣場(chǎng)選擇在井田東北角，主、副斜井井筒均自工業(yè)廣場(chǎng)由東北向西南（西翼大巷北端點(diǎn)），沿68方向掘進(jìn)。主斜井井口高程為1186m，與西翼帶式輸送機(jī)大巷交點(diǎn)高程為945m，水平距離為2509m。根據(jù)井田開拓原則，主斜井布置的方位、與西翼帶式輸送機(jī)大巷交點(diǎn)位置、高程已經(jīng)確定。通過

2、優(yōu)化該主斜井帶式輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案，選擇主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及拉緊裝置，使該主斜井帶式輸送機(jī)技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。 主斜井井口至6煤西翼帶式輸送機(jī)大巷之間采取小角度斜井開拓，凈斷面13.3o，井筒內(nèi)上運(yùn)段傾角5.5，垂直高度241m，斜長(zhǎng)2520m，設(shè)置一臺(tái)帶式輸送機(jī)可節(jié)省初期投資，選擇國(guó)產(chǎn)定型設(shè)備。 二.設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)化 1、設(shè)計(jì)條件及參數(shù)確定 （1）運(yùn)輸量q。由于本礦井生產(chǎn)集中，工作面生產(chǎn)能力大，綜合考慮各種生產(chǎn)因素和工作面的峰值煤量，確定主斜井帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量q為4000t/a。 （2）帶寬b和帶速v 。帶寬、帶速組合方案的確定，需要重點(diǎn)考慮了如下問題：其橫截面理論最大承載能力能

3、夠完全滿足設(shè)計(jì)輸送能力的要求；應(yīng)保證輸送機(jī)具有符合相關(guān)規(guī)范要求的安全性；應(yīng)相對(duì)節(jié)能，有利于減少井巷工程的工程量，同時(shí)有利于節(jié)省投資。 由于帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量大、運(yùn)距長(zhǎng)，需要增加帶寬和提高帶速來滿足帶式輸送機(jī)輸送量的要求。但增加帶寬需要加大巷道面積、巷道掘進(jìn)量以及支護(hù)和砌混凝土工程量，相應(yīng)投資就會(huì)增高；而提高帶速比較有利，因?yàn)閹僭礁?，物料線密度越小，所需輸送帶強(qiáng)度越低。因此采取高帶速、窄帶寬的方案。單提高帶速必須有以下條件保證：高質(zhì)量托輥、輸送帶安全保障、輸送機(jī)安裝質(zhì)量、通風(fēng)要求。因此帶速取值不僅應(yīng)在理論上合理可行，而且必須與國(guó)內(nèi)制造、安裝、維護(hù)水平及通風(fēng)安全要求相適應(yīng)。目前國(guó)外帶式輸送機(jī)速度已

4、達(dá)8m/s，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)隨著各制造廠商相繼引進(jìn)國(guó)外托輥、驅(qū)動(dòng)裝置等先進(jìn)技術(shù)，帶速向高速發(fā)展。我院設(shè)計(jì)的同忻煤礦帶式輸送機(jī)速度v=5 m/s，已運(yùn)行多年，運(yùn)行情況良好。綜合上述各因素，確定該礦井主斜井帶式輸送機(jī)帶速v=5 m/s。當(dāng)帶式輸送機(jī)寬度b=1600mm時(shí)，運(yùn)輸量 q=3600svk=3600x0.33012x5x0.97x0.95=5645t/h4000 t/h 式中 s 輸送帶上被輸送物料的最大橫截面面積（m2）； v 輸送帶速度（m/s）； k 輸送機(jī)傾斜系數(shù)； 被輸送散狀物料的堆積密度（t/m3），常用散狀物料特性。 滿足所需運(yùn)量，所以確定帶寬b=1600mm。 （

5、3）輸送帶安全系數(shù)。輸送帶安全系數(shù)m的取值大小不僅與輸送帶的制造質(zhì)量有關(guān)，而且與輸送帶接頭質(zhì)量、數(shù)量及機(jī)械設(shè)計(jì)是否合理有關(guān)，另外使用維護(hù)也是很重要的因素。因此m是個(gè)綜合值。目前國(guó)內(nèi)鋼繩芯帶式輸送機(jī)輸送帶安全系數(shù)m取值為79.安全系數(shù)越大，輸送帶強(qiáng)度越高，其投資就會(huì)增加。結(jié)合目前帶式輸送機(jī)的制造水平和已投入使用的帶式輸送機(jī)的運(yùn)行情況，確定該帶式輸送機(jī)的安全系數(shù)m=7.52。 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)礦井井下開拓布置及井口驅(qū)動(dòng)機(jī)房情況，帶式輸送機(jī)計(jì)算原始數(shù)據(jù)如下：（1）煤質(zhì)：原煤，粒度0300，密度0.95t/ m3 。（2）驅(qū)動(dòng)裝置在井口驅(qū)動(dòng)機(jī)房?jī)?nèi)。（3）托輥?zhàn)枇ο禂?shù)：上托輥0=0.3，下托輥0=0.

6、3，運(yùn)輸量q=4000 t/ h，帶寬b=1600mm，輸送帶規(guī)格st5000，安全系數(shù)m=7.52，電機(jī)功率p=3x1800=5400kw。 3、主要部件選型 （1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。主斜井帶式輸送機(jī)對(duì)起、制動(dòng)過程的控制具有較高要求，為改善起、制動(dòng)性能，提高設(shè)備的可靠性，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置配置進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：采用防爆型鼠籠電動(dòng)機(jī)+cst驅(qū)動(dòng)方案。本驅(qū)動(dòng)方案能提供穩(wěn)定平滑的加速度，使帶式輸送機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)；能較精確控制輸送帶的速度；電動(dòng)機(jī)空載順序起動(dòng)，降低起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。本驅(qū)動(dòng)形式在國(guó)內(nèi)煤礦井下大能力帶式輸送機(jī)上使用較多。 該帶式輸送機(jī)屬于長(zhǎng)距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)，是礦井的咽喉設(shè)備。而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵

7、部件，對(duì)整機(jī)的技術(shù)性能至關(guān)重要，對(duì)礦井的正常生產(chǎn)具有決定性作用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的技術(shù)性能，能使輸送機(jī)平緩啟動(dòng)，停車平穩(wěn)，減小動(dòng)張力，以延長(zhǎng)輸送機(jī)和輸送帶壽命，并且穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)效率高，能耗小。 從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性角度，選擇cst驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)方式，具有設(shè)備少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易操作，維護(hù)量小的特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高速度運(yùn)行的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用cst系統(tǒng)已經(jīng)很成熟，從運(yùn)行、維護(hù)及取得的經(jīng)濟(jì)效益看，用戶比較滿意。 （2）拉緊裝置。為保證驅(qū)動(dòng)滾筒具有一定的初張力，防止打滑，同時(shí)能快速響應(yīng)帶式輸送機(jī)啟動(dòng)、停車時(shí)的張力變化，拉緊裝置應(yīng)布置在靠近驅(qū)動(dòng)裝置的位置。該帶式輸送機(jī)拉緊裝置布置在頭

8、部第二傳動(dòng)滾筒后，采用可自動(dòng)調(diào)節(jié)的液壓拉緊裝置。由于自動(dòng)液壓拉緊裝置使帶式輸送機(jī)在不同工況下自動(dòng)調(diào)整張力，經(jīng)調(diào)試后，張力按照預(yù)定程序轉(zhuǎn)換，在動(dòng)作過程中對(duì)帶式輸送機(jī)的彈性伸長(zhǎng)，油缸能夠及時(shí)補(bǔ)償。能保證帶式輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)不打滑，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)張力可調(diào)，帶式輸送機(jī)帶強(qiáng)也可適當(dāng)降低，并且延長(zhǎng)了輸送帶壽命，確實(shí)為一種經(jīng)濟(jì)可行的帶式輸送機(jī)拉緊裝置。這種拉緊裝置在固定帶式輸送機(jī)上已使用很好。所以該帶式輸送機(jī)選用頭部自動(dòng)液壓拉緊裝置。 （3）其他裝置。為保證主斜井帶式輸送機(jī)運(yùn)行安全可靠，還配置了逆止器、制動(dòng)器、縱向撕裂檢測(cè)器、兩級(jí)跑偏檢測(cè)器、溜槽堵塞檢測(cè)器、打滑檢測(cè)器、雙向拉繩開關(guān)等保護(hù)裝置。主斜井帶式輸送機(jī)選用阻

9、燃型鋼繩芯輸送帶，所有電氣設(shè)備均選用防爆型。為減輕高速帶式輸送機(jī)容易導(dǎo)致的運(yùn)輸過程中的粉塵污染并避免對(duì)人員安全的威脅，主斜井帶式輸送機(jī)設(shè)有防護(hù)罩、安全護(hù)欄、安全欄桿等裝置和設(shè)施。為方便檢修人員通過，加設(shè)跨越帶式輸送機(jī)棧橋。 三.結(jié)語 通過以上分析，確定該帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：v=5m/s，b=1600mm，q=4000t/h，l=2520m，a=5.5 。電機(jī)：yb710m2-4，n=3x1800kw；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：cst1120ks，速比24；輸送帶：st5000（阻燃）；拉緊裝置：液壓自動(dòng)拉緊裝置zly-02-200（井口）；逆止器：dsn710，逆止力矩710knm；該帶式輸送機(jī)已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行約300d，累計(jì)提升煤炭1000萬噸以上，該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)可靠，故障率低，滿足礦井主運(yùn)輸