工业技术 大倾角胶带运输机选型设计及应用 翟文 （宁夏煤业集团公司梅花井煤矿安监部 宁夏灵武 ７５ １ ４００） 摘要：皮帝运１．ｒ机上运倾角越大，起动时加速度对物料的稳定性影响也就越大。为了防止起动加速度过大对电网的冲击及引起物料下 滑或滚动，需要慢速起动，同时由于井下条件限锏， 宜采用体积重量过大的传动装王。因此，必须采用多机驱动，各电机负荷均衡也是 要解决的技术关键之一。液力调速装置与电气调节毫合，很好的解决了输送机慢速启动和功率平衡这一难题。 关键词：大倾角 胶带运｜．ｒ机 慢速起动 多机驱动 中图分类号：ＴＨＩ３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－３７９１（２００９）０３（ａ）一０１０２—０２ 梅花井煤矿回风斜井斜长１４００米，是梅 不但省工省料，而且便于制造和维修。 花井煤矿设计的三对井口之一，井筒倾角 的高速计数器模块，预置超速上限值及打 （２）取消了中间的水平托辊，中间两托 滑的下限值，当高速计数器的值超过或低 ２３。，由于目前矿井正在筹建阶段，井下主 辊呈Ｖ型布置，增加了侧压力，在装载量少 运输系统没有形成，三条井筒都是独立的 时导来摩擦系数仍然较大，物料不易下滑。 提升运输系统，随着掘进工作面的增加，需 （３）个托辊按双排交错布置，托辊两端 安装大倾角胶带输送机以满足井下掘进出 尖角不与胶带接触，增加了胶带使用寿命。 渣需要，主提升设备选用２３。大倾角花纹面 （４）通过爬坡试验，确定槽角，可选定原 胶带运输机，其提升能力满足＋８５０水平生 煤输送的最大许用倾角。 产３００ｔ／ｈ的需要。 大倾角花纹面胶带输送机主要技术数 大倾角花纹面胶带运输机，结构简单、 据如下。 技术先进、安全可靠、操作方便，它的运用 最大输送倾角为： 成功，将取代１７。普通胶带运输机，成为各 上运：２８。，下运：２５。； 矿主提升的理想首选设备。 最大运距：１５００ｍｌ 最大运行速度：３．１ ５ｍ／ｓ； １大倾角皮带运输机的技术特征 带宽有：８００ｍｍ、１０００ｍｍ、ｌ２００ｍｍ； １．１大倾角花纹面胶带运输机是一项新技 最大运行功率：ｌ ５００ｋＷｌ 术 最大运量：６３０ｔ／ｈ（可以多点驱动，多点 在煤矿井下，普通上运带式输送机使 装载）。 用于１ ８。以下的场合，大于１ ８。时应选用大 １。２慢速起动及功率平衡装置 倾角带式输送机。 皮带运输机上运倾角越大，起动时加 目前国内外生产的大倾角带式输送机 速度对物料的稳定性影响也就越大，为了 主要有压带式输送机、管状输送机、波纹挡 防止起动时加速度过大对电网的冲击引起 边隔板式输送机和花纹胶带输送机四种机 物料下滑或滚动，需要慢速起动；同时，由 型。 于井下条件限制，不宜采用体积重量过大 其中压带式输送机和管状输送机能达 的传动装置。 到大运量、长距离的要求，但前者结构复 因此，必须采用多机驱动，各电机负荷 杂，后者需要较大带宽及特殊的托辊；两者 均衡也是要解决的技术关键之一。液力调 的造价均较高，而且不能满足多点装载的 速装置与电气调节配合，很好的解决了输 要求。 送机慢速启动和功率平衡这一难题。 波纹挡边隔板式输送机采用特殊的输 液力调速装置承载能力／￣ＬＹＬ型偶合器 送带，且受传动条件限制，只能用于短距离 大４０％，起动加速度可在０．１ｍ／ｓ。～０．３ｍ／ｓ 输送。 范围内无极调速，多台液力调速装置可同 以上三种机型都不适合煤矿井下输送 时使用，满足煤矿生产需要。 原煤。 １．３可编程序控制器控制系统 花纹胶带输送机能满足要求，但清扫 大倾角皮带运输机配制了先进的微机 困难，而且传动功率受花纹与改向滚筒之 化可编程控制器ＰＣ。控制、保护功能齐全， 间的比压等许多条件的限制，价格也昂贵。 具有慢速起动及多机驱动功率平衡自动调 大倾角花纹面胶带运输机克服了上述 节功能，易于扩充，电路结构简单，维修方 机型的缺点，采用“双排Ｖ型深槽托辊组”新 便，运行可靠性高，并具有以下功能。 技术，提高导料摩擦系数，增大胶带输送倾 （１）连续检测电机转速或胶带线速度， 角，较好的解决了上述问题。 各电机按顺序分别空载起动。对电网冲击 其结构有以下几个优点。 小。 （１）用４个标准托辊取代５个特殊托辊， （２）具有超速及打滑保护功能。利用ＰＣ １ ０２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 干预置时，ＰＣ内部继电器动作，实现超速或 打滑保护。ＰＣ——可编程序控制器采用光 电隔离的模块或输入结构有很强的抗干扰 和驱动能力，工作可靠，维修方便。 １．４元部件更加优化 （１）液力调速装置单机功率提高到 ６５０ＫＷ。 （２）采用行星齿轮减速器，体积小承载 能力大，传动效率高，噪音低。 （３）传动滚筒架改进为三角架形，缩小 了头架体积。 （４）安装了逆止器液压均载装置，双电 机驱动时，可改善停机时的逆止性能。 ２大倾角皮带运输的选型设计 ２．１设计基础资料 以梅花井煤矿回风斜井提升设备为 例： 输送物料：矸石，Ｐ＝２ｔ／ｍ ； 输送量：Ｑ＝３００ｔ／ｈ 输送长度：＋１４１２ｍ～ｌ０７５水平，８６４ｍ； 输送机倾角：Ｄ＝２３。（上运）。 ２．２主要参数确定 ２．２．１带速Ｖ 按ＭＴ４１４中的速度系列选用带速： Ｖ＝２ｍ／ｓ ２．２．２带宽Ｂ 按输送量计算，带宽为： Ｂ ＝Ｏ／（ＫＶ ｐ ＣＳＴ）＝３００／（４２２ Ｘ ２ Ｘ １．８ ×０．７５） ０．５ｌｍ 式中： Ｂ为带宽； Ｑ为每小时输送量； ＣＳＴ为倾斜系数，取０．７５； ｐ为货载散集容重重，ｐ＝１．８ｔ／ｍ ； Ｖ为带速，Ｖ＝２ｍ／ｓ； Ｋ为装料断面系数，Ｋ＝４２２； 由于井筒布置方式为机轨合一，根据 现场实际情况，取带宽Ｂ＝０．８ｍ。 ２．２．３输送带 （下转１ ０４页） ＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴｌＯＮ 工业技术 为减少焊接应力及变形，除正确制定焊接顺序 的测量控制，然后由浮吊吊装上节钢围堰单元 封底混凝土将要达到初凝时开始进行隔舱内 及工艺外，还要根据焊缝方向及部位，适当加 体拼装接高。 封底混凝土的灌注，以免隔舱内的混凝土从地 骑缝板或临时拉板，减少变形。 和吊高进行受力分析和计算。 钢围堰定位：钢围堰接高完毕并经检 面溢出。所有的封底混凝土采用泵送进行。 （３）每节钢围堰的吊耳根据浮吊的吊重 查无误后，通过浮运龙门船四角的锚绳使 钢围堰稳定垂直地自浮并浮运至墩位处锚 ４结语 施工实践表明：在河床基岩面倾斜及 围堰稳定于墩位中心。 （４）第一节吊起后在平刃脚底部焊接尖 碇，调整四角锚绳使钢围堰精确就位，使钢 刃脚和支撑桩部分。 （５）每节钢围堰制作完毕按制作精度和 凹凸不平、河床覆盖层较薄的深水桥基础 下沉着床：钢围堰着床是通过向围堰 施工中，可以充分利用双壁钢围堰的浮力， 水密试验进行验收，焊缝执行国标ＧＢ３０４— 双壁内快速大量的灌水压重的办法来实现 根据地形的实际情况对双壁钢围堰的刃脚 ６４，用油浸试验检查，不合格的进行补焊。 的。首先灌水调平围堰，使围堰处于设计位 结构进行灵活变动，以改善双壁钢围堰着 （６）制作精度：曲线部分半径差值不超 置上；其次向各舱内均匀注水，使围堰逐渐 床后承受的施工荷载。该方案既避免了水 过０．５％壁厚；围堰壁表面不向外突出或倾 下沉，并且不断地测量钢围堰中心位置和 下爆破及清碴等繁琐工作，又节约了施工 斜，每节倾斜度不大于２％ｏ；围堰骨架构件 高差，测刃脚及钢挂板的标高，待刃脚及钢 成本，提高了施工进度，对相关工程施工具 必须保持设计位置，误差不超过３ｒａｍ。 挂板距河床最小距离为０．３ｍ～０．５ｍ时，停 有一定的借鉴作用。 止灌水，再用水头整平围堰，调整围堰的中 ３．５钢围堰的拼装和接高 在钢围堰双壁间隔舱内同时注水 参考文献 钢围堰拼装和接高是在浮运龙门船上 心位置；进行的，在浮云龙门船拼装平台上准确放 使其下沉，同时迅速测量，以确定着床位 ［１】李德坤，李芳军．朱云翔．深水基础双壁 出各单元体的轮廓位置，然后沿周边逐件 置，注水时要向先着床部位进行偏注水，调 吊箱围堰施工技术【Ｊ】．铁道标准设计， 拼装底节（平刃脚以上），单元体有浮吊吊 平后再整体注水，注水时要注意使钢围堰 ２００３（增刊）． 装，操作时要随拼装随调整，待全部点焊成 各舱内水头差及舱内外水头差不能超过设 ［２】谢嫒嫒，张建辉．阿蓬江大桥４号墩双壁 计允许值。 型后，方可全面焊接。 钢围堰的设计和施工【Ｊ】．铁道标准设 底部拼装完毕经全面检查后，利用浮 ３．６封底混凝土的施工 计，２００３（增刊）． 运龙门船上的起重龙门将底节钢围堰吊 钢围堰封底混凝土隔舱板安装完毕 ［３】狄为民．双壁钢围堰在山区河流桥梁基 起，使之离开拼装平台５ｃｍ左右，仔细观察， 后，利用型钢在钢围堰顶面加工安装封底 无异常情况继续提升至能够拆除工作平台 用工作平台，钢围堰下沉定位后，由潜水员 时为止。经检查无误后，拆除拼装平台，并 用砂袋封堵钢围堰刃脚下的缝隙以免封底 在其底部焊接钢挂板，然后操作起重龙门 混凝土流出。封底混凝土施工时，采用四套 将钢围堰底节平衡地落入水中并注水使其 导管，其中三套设在钢围堰内呈三角形布 下沉，然后将围堰底部和顶部所有拉揽收 置，一套制于增设的混凝土隔舱板内，待钢 础中的应用［Ｊ］．铁道标准设计，２００５（４）． 紧，使其保持垂直而不被水流冲斜。在底节顶 围堰内的封底混凝土厚度达到设计要求 部定出一个测量基准面并准确进行结构尺寸 后，停止进行封底混凝土施工，当围堰内的 （上接１ ０２页） 轴功率为：Ｐ＝１０－３ＦＶ ３３５（ｋＷ）。 貌，保证矿井掘进接续工作的顺利进行，为三 经计算选用钢丝绳芯输送带ＳＴ２０００。 ２．２．４轴功率及电机功率 传动滚筒园周力为： Ｆ＝ＣｎｆＬｇ［ｑ ＋（２ｑ ＋ｑ）ｃｏｓ Ｄ］＋ｇｑＨ 式中： Ｃｎ为附加阻力系数，Ｃｎ＝１．１； ｆ为运行阻力系数，ｆ＝０．０３； Ｌ为运距，Ｌ＝８６４ｍ； 采用双机驱动，每台电机功率为 年全面建成梅花井煤矿提供了可靠的保证。 １６０ｋＷ，驱动系统有电动机、调速型液力偶 合器、减速器、逆止器等组成，根据驱动系 统特性，电机功率ｐ 为： Ｐｄ＝Ｋ Ｐ／（ｎ｛｛， ） 式中： Ｋ 为功率备用系数，Ｋ ＝１．２； 《 为多机功率不平衡系数，一台时取 ｛ｄ＝１，两台时取｛ ＝Ｏ。９５； ｇ为重力加速度，ｇ＝９．８ｍ／ｓ ； ｎ为驱动装置传动效率．ｎ＝０．９； ∈为电压降系数，Ｅ＝０．９５。 ｑ＋为回空托辊组传动部分单位质量， ｑ＋＝１５．２ｋｇ／ｍ｛ 所以：Ｐ ＝１．２×１６ｏ／（ｏ．９ ｘ ０．９５×０．９５） ２３６（Ｋｗ），选用２８０ＫＷ／（６６０Ｖ／ｌ １４０Ｖ）电 机二台。 ｑ 为输送带单位长度质量， ＝２７．２ｋｇ／ｍ； ｑ为输送煤单位长度质量，ｑ＝￣／３．６Ｖ＝３００／ （３．６×２） ４１．７（ｋｇ／ｍ）； Ｈ为物料提升高度，Ｈ＝８６４×Ｓｉｎ２３。 ３３８（ｍ）； 所以：Ｆ＝１．１ ｘ ０．０３×８６４ Ｘ ９．８ Ｘ【ｌ５．２＋ （２ Ｘ ２７．２＋４１．７）Ｘ Ｃｏｓ２３。】＋９．８ Ｘ ４１．７× ３３８一ｌ６７０９２ ３应用情况 梅花井煤矿回风斜井主提升选用的上 运２３。大倾角花纹面胶带输送机目前正处 于紧张的安装阶段，该台胶带输送机的成 功运用，必将改变梅花井煤矿矿井技术面 Ｏ４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ