長距離、大運量綜采工作面順槽膠帶

1、2005年第7期煤炭工程設(shè)計技術(shù)長距離、大運量綜采工作面順槽膠帶輸送機選用淺談高康（中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司上灣煤礦，內(nèi)蒙古伊旗0）17209摘要：文章介紹了高產(chǎn)高效綜采工作面膠帶運輸機的功率計算，驅(qū)動方式配比關(guān)系，實際使用的安全系數(shù)對膠帶選用因素，國產(chǎn)化帶扣試驗與現(xiàn)場應(yīng)用對比。關(guān)鍵詞：順槽膠帶機；驅(qū)動方式；膠帶選用；國產(chǎn)化帶扣+中圖分類號：T D 634. 1文獻標識碼：B 文章編號：（）1671-0959200507-0015-03綜采工作面順槽膠帶輸送機安裝長度3900m ，運量Q 為3，提升高度H 為3，擬000t h 7m ；線路最大傾角E 8，帶寬b E 采用帶速v

2、E 4m s 1400m m 。2. 2. 2膠帶輸送機選型驗算）裝料斷面輸送能力Q m ：1a xQ m . 6S V k 204t h p E 3a x E 3式中S 輸送帶上物料橫截面積，按物料動堆積角為2；，承載托輥槽角為3，S 205E 0. 2294m輸送機傾角系數(shù)，；k k E 0. 973。物料輸送密度，1000k m g p p E 裝料斷面富裕系數(shù)：K Q E ）驅(qū)動滾筒圓周力F 2u1綜采工作面順槽膠帶輸送機在上灣礦使用概況上灣煤礦是神東分公司千萬噸骨干礦井之一，礦井先后開采了51101和51102綜采工作面，目前正在開采51103綜采工作面。51101綜采工作面順槽膠帶

3、運輸機長4300m ，51102綜采工作面順槽膠帶運輸機4100m ，在51101皮帶順槽和51102皮帶順槽均安裝了兩部膠帶輸送機，順槽第一部采用單點3*375k W 電機驅(qū)動，順槽第二部采用單點2*375k W 電機驅(qū)動，兩部皮帶均采用“一”字搭接。為了充分發(fā)揮皮帶機的運輸效能和節(jié)約裝備，在51103工作面，原設(shè)計順槽首次采用一部皮帶機，頭部采用英國A C E 公司的單點4臺375k W 電機、420K S C S T 驅(qū)動方式，卸載臂段吊掛延伸安裝，與主運大巷皮帶機搭接卸載，驅(qū)動滾筒直徑1000m m ，自動張緊采用液壓絞車，絞車電機功率為30k W ，張緊力為50k N ，而且通過現(xiàn)場

4、實踐取得成功。筆者結(jié)合51103綜采工作面順槽膠帶輸送機的實踐談?wù)勯L距離、大運量綜采工作面順槽膠帶輸送機的選用及注意事項。Q . 068E E 1Q 3000F F u E C H +F S 1+F S 2+F S式中附加阻力系數(shù)C 取，另外計算時其它參數(shù)?。?. 034上托輥轉(zhuǎn)動部分每米質(zhì)量：29. 1k m ；g q R O E下托輥轉(zhuǎn)動部分每米質(zhì)量：10. 4k m ；g q R U E 膠帶（P ）每米質(zhì)量：V C 1800S 28k m ；g q B E 物料每米質(zhì)量：208. 3k m ；g q G E 模擬摩擦阻力系數(shù)：（進口托輥）；0. 02f E主要特種阻力：上托輥前傾阻力：

5、F （前傾5046N E 1E 托輥按1；5%計）下托輥前傾阻力：F （前傾托輥按1；1450N 5%計）E 2E被輸送物料與導(dǎo)料槽攔板間的摩擦阻力：F 1590N l E g（導(dǎo)料槽攔板長按4；. 5m 計）附加特種阻力之清掃器阻力：F （按1個頭部1260N E 1E 清掃器及1個空段清掃器計）；經(jīng)計算：主要阻力F （q ）L o s g q q q H E f R O +R u +2B +G c 32453N E 22順槽膠帶輸送機的選型設(shè)計探討2. 151103綜采工作面概況51103綜采工作面長度為240m ，走向長度為3727m ；一次采高5. 5m ；設(shè)備配套；支架引進德國D B

6、 T 公司生產(chǎn)的雙柱三伸縮掩護式2. 255. 5M 4319k N 液壓支架；工作面刮板運輸機引進美國J ，采O Y 公司，運輸能力為3500t h 用48m m 中雙鏈，驅(qū)動功率為3*855k W ，并配有軟啟動562D T P k W 型可調(diào)速液力偶合器；采煤機引進德國艾柯夫公司生產(chǎn)的S L 500型采煤機，截割滾筒直徑2. 75m ，裝機總功率1815k W 。工作面供電電壓采用10k V 3. 3k V 等級。2. 2膠帶輸送機選型驗算2. 2. 1膠帶輸送機選型原始數(shù)據(jù)收稿日期：2005-03-18作者簡介：高康（，男，陜西人，工程師，1961-）1996年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)任

7、中國神華神東煤炭分公司上灣煤礦機電礦長，長期從事煤礦機電設(shè)備管理工作。15設(shè)計技術(shù)式中f 模擬摩擦系數(shù)，；0. 028f E輸送機長度，L E L 3900m ；煤炭工程2005年第7期連續(xù)性、參數(shù)選取經(jīng)驗等因素，電機功率取N E 4*375k W 可滿足使用要求。如：設(shè)計及實際計量時松散密度取3，而實際上考慮神東煤的開采特性和條件，松散1000k m g3左右，也就是說，根據(jù)目前常用的計密度實際為820k m g2；重力加速度，9. 81m s g g E輸送機傾角綜合值，；E 03237"主要特種阻力F ：包括托輥前傾摩擦阻力F 和被輸S 1E1兩部分。經(jīng)計算，送物料與導(dǎo)料槽攔板

8、間的摩擦阻力F l g量辦法，在相同工況時，膠帶機的計算及檢測運量為；如果實際運量3000t h 時，膠帶機的實際運量為2627t h取2，此時計算電機功率取N E 4700t h *375k W 可滿足使用要求。同時在開采初期可適當降低煤機的截割速度，來彌補功率計算的不足，也能保證膠帶機的安全運行。F 8086N 。S 1E特種附加阻力F S 2：包括1道頭部清掃器摩擦阻力和11道空段清掃器摩擦阻力。經(jīng)計算，F(xiàn) 1260N 。ES 2傾斜阻力F S t ：F S t E q GH g E 75607N 所以F u E C F H +F S 1+F S 2+F S t E 325309N E

9、25. 309k N3）傳動滾筒功率a ）傳動滾筒軸功率N 0E F uV E 1301k W ；b）電機功率：若采用雙傳動滾筒、四電機驅(qū)動，功率配比取N :N E2:2，則電機總功率：N d E123E . 955*0. 90*0. 96E 1577k W ；式中1減速器效率，1E 0. 955；2電壓降系數(shù)，2E 0. 90；3多機驅(qū)動功率不平衡系數(shù)，3E 0. 96。取N E 4*450k W 此時，電機富裕系數(shù)1577E 1. 444）膠帶安全系數(shù)計算根據(jù)以上計算，傳動滾筒膠帶不打滑松邊最小張力S 2E4（e -1）E 2（2. 5-1）E 130084N 式中K 動荷載系數(shù)，K E1

10、. 2；e 自然對數(shù)的底，e E 2. 71828；傳動滾筒與膠帶間的摩擦系數(shù)，E 0. 25；傳動滾筒的圍包角，E 210。取S 2E 137000N （經(jīng)計算可以滿足傳動滾筒不打滑要求）。正常運行工況膠帶最大張力：S 1E S 2+F u E 137000+325309E 462309N 膠帶安全系數(shù)m E S 1E 462309E 5. 5. 2. 3計算參數(shù)選取與實際驗證分析. 2. 3. 1關(guān)于膠帶輸送機運量與功率當線路最大傾角E 8、煤的松散密度為1000k g m 3時，帶速v E 4m s ，帶寬B E 1400m m ，經(jīng)計算，膠帶機的理論運量可達3200t h ，考慮到實際

11、運行不撒煤等工況，實際運量應(yīng)比理論運量至少低5%，此時，膠帶機的實際運量為3000t h ，但以此為依據(jù)計算電機功率，原設(shè)計取N E 4*375k W 偏小，至少應(yīng)為N E4*400k W ，比較富裕的配置應(yīng)為N E 4*450k W 。但是如果考慮煤的發(fā)育程度、產(chǎn)塊率、煤炭運輸?shù)牟?62. 2. 3. 2關(guān)于膠帶安全系數(shù)經(jīng)計算，膠帶輸送機的圓周力為：F U E 325418N ，如采用頭部2:2驅(qū)動，膠帶的安全系數(shù)m 僅為5. 5，膠帶輸送機運行理論上說不太可靠；如果采用2:1:1驅(qū)動（其中1套驅(qū)動為中部卸載驅(qū)動）時，膠帶的安全系數(shù)m 提高至6. 7，當采用1:1:2驅(qū)動（其中2套驅(qū)動為中部

12、卸載驅(qū)動）時，膠帶的安全系數(shù)m 提高至8. 6，這是一種較為可靠的工況。結(jié)合對工作面生產(chǎn)的不均勻和不連續(xù)性、現(xiàn)場環(huán)境、計算參數(shù)選用、設(shè)備狀況和使用維護經(jīng)驗等因素綜合考慮，如果51103工作面采用2:2驅(qū)動方式，從計算角度不是最理想的方式，但筆者認為此種形式的驅(qū)動其優(yōu)點也比較突出，完全可行。實際運行也證實了這一點。1）運行初期：即在3900m 時，絞車張力（啟動時最大120k N ）；運行張力6070k N ，采用4*375k W 電機，無論重載還是空載其電機最大電流沒有超過200A ，僅為額定電流的86. 96%。2）當設(shè)計長度取3000m 時，絞車張力（啟動時最大7080k N ）；運行張力

13、50k N ，采用3*375k W 電機，無論重載還是空載電機最大電流180190A 左右。僅為額定電流的82. 6%另外單點驅(qū)動安裝簡單便于集中維護，節(jié)省了設(shè)備投入，相應(yīng)的維護量和人員也少，但是對于在長運距情況下，一旦膠帶或扣體有問題尋找較困難；由于減少了多點驅(qū)動，回撤次數(shù)少，為生產(chǎn)節(jié)約了時間。因此，在上述所描述的使用工況條件下，通過對設(shè)計參數(shù)選取范圍的調(diào)整計算，實際使用中對有關(guān)預(yù)料條件的過程控制，采取相關(guān)的監(jiān)控維護措施，采用單點2:2四驅(qū)布置方式運行，發(fā)揮設(shè)備最大效能，完全可以滿足生產(chǎn)的需要。3膠帶選用的實踐51103工作面選用的膠帶（上海芬納P V C 1800S），是過煤量已達到130

14、0萬t 的舊帶面。根據(jù)幾年來對順槽膠帶的使用了解，在膠帶選用上要考慮以下幾點：1）根據(jù)不同的工況，要先進行測算，根據(jù)其安全系數(shù)的不同，采用相應(yīng)的帶面，不能簡單的根據(jù)運距長短來決定帶面。如運距為5800m ，增加中驅(qū)動；運距為3000m ，僅采用頭部驅(qū)動，帶速都為3. 5m s ，運量都為3000t h ，在這兩種工況下，同樣選用1800k N m 膠帶，前者的安全3022（考慮工作面來煤的不均勻性）2005年第7期煤炭工程設(shè)計技術(shù)系數(shù)反而要高于后者，此時就要把較好的帶面用于后者。）對于選用進口機組（如A 改向滾筒采用2C E 和L A D ）包膠滾筒時，無論是原設(shè)計還是現(xiàn)場使用，選用P V C

15、 塑料帶面會更適應(yīng)該工況的要求，究其原因主要為：使用摩擦系數(shù)較低的P V C 帶面，一方面易于清掃，便于現(xiàn)場的維護；另一方面提高運行的平穩(wěn)。由于改向滾筒也采用包膠滾筒，一旦尾部“馬蹄兒”處操作偏載，加上又采用橡膠帶面，橡膠帶面和包膠滾筒的摩擦系數(shù)要比塑料帶面和包膠滾筒增加7-8倍，一旦膠帶跑偏，就產(chǎn)生應(yīng)力集中，易過早磨損橡膠覆蓋層，并使膠帶的運行初張力大大增加，相匹配的抗拉強度。即應(yīng)符合M T T318. 1-1997標準。在51103綜采工作面運輸順槽皮帶機上所使用的帶扣為（上海創(chuàng)昊），它通過多次動態(tài)試驗，結(jié)對成套性S U 2000型和互換性以及拆裝快捷方便，基本上可滿足1月生00萬噸產(chǎn)能力

16、要求。完全可以替代引進配件，而且每釘一副扣體成本是引進的1，所配套釘扣機比引進的操作要方便、速2度快、維修簡單方便。使用初期，為了對出現(xiàn)的問題進行分析和改進，在同一型號拉力實驗臺上，對場現(xiàn)采集不同的扣體進行拉力測試數(shù)據(jù)見表1、表2：（L D S -50型數(shù)字顯示式拉力試驗機精度0。. 01k N ）易出現(xiàn)斷帶事故。在同一輸送機上應(yīng)選用同規(guī)格、同時期的帶面，會大大增加運行的平穩(wěn)性和可靠性，有利于現(xiàn)場的維護和管理。理由為：不同規(guī)格的膠帶（指P V C 和P V G 帶面）由于其厚度不同，實際運行是選用同型號帶扣，當帶扣按P V C 帶面配套時，導(dǎo)致P V G 帶面訂扣過緊，使該規(guī)格帶面產(chǎn)生應(yīng)力集中

17、，易出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象；當帶扣按P V G 帶面配套時，導(dǎo)致P V C 帶面訂扣過松，使釘子在帶眼中產(chǎn)生松動，膠帶過滾筒時，釘子會對膠帶產(chǎn)生剪切力，出現(xiàn)斷帶事故。由于永久變形和彈性變形是整芯帶的固有特性，當不同規(guī)格和不同時期的膠帶混用時，改變了新膠帶應(yīng)力分布，出現(xiàn)永久變形量不均勻變化，產(chǎn)生應(yīng)力集中，極易出現(xiàn)膠帶跑偏的現(xiàn)象，這在實際使用中得到了驗證。3）舊帶的挑選判斷膠帶是否到期，是否能用，最可靠的途徑只有取樣進行各種指標測試。但對于磨損不是很嚴重的膠帶，也可通過外觀判斷：帶層的完好率。對P V G 帶面，如P V C 層尚好，邊部磨損不嚴重，帶寬降低的不多，該膠帶仍有較好的表現(xiàn)；對P V C 帶面，

18、主要是查看V C 覆蓋層是否龜裂嚴重，帶芯是否滲入煤水，帶寬的降低程度；經(jīng)對帶頭30C M 長進行剖析看，在扣體后面15C M 長的帶體因拉伸變形明顯變簿和松孔現(xiàn)象，因此在使用時應(yīng)將該段裁掉；對于難以判斷的舊帶，不要盲目使用，最好做上標記，進行指標測試。4）通過以上分析，在選用膠帶時，要充分注意到：不但要注重膠帶的縱向強度，還要考慮到其他指標；在使用上，要根據(jù)輸送機的配置和機組特點等再選擇相應(yīng)規(guī)格的帶面；對不同的工況，使用前要進行測算；同一輸送機上，宜選用同規(guī)格同時期的膠帶。國產(chǎn)化帶扣選擇實踐神東分公司在引進設(shè)備（備件）的同時，也一直很重視振興中國煤炭制造業(yè)發(fā)展，不斷的追求走國產(chǎn)化之路，及時的為能敢于創(chuàng)新的煤炭加工企業(yè)提供實驗平臺. 如輸送機帶扣，它雖小，但它卻擔負著將輸送帶牢固的扣接在一起的重任，既要有足夠的抗沖擊、抗磨性、又要有與帶體表1原扣體釘為兩順方向測試數(shù)據(jù)帶體峰值試驗現(xiàn)象說明A 新19k N 釘為張開變形10k