摘要：大恒煤业上组煤三采区胶带巷总长530米，最大坡度18°，巷道整体呈现大倾角、多变坡、大落差等特点，为了确保采区的提升运输能力，保证上组煤三采区正常开采，经多方研究对比后，决定在该巷道内安装DTL-100/80/2*160型下运带式输送机1部，此皮带机担负整个三采区的原煤运输任务，皮带机及配套安全设施的选型设计及安装，影响到设备的正常运行，也决定了采区的运输能力，因此有必要作为专题进行研究。
关键词：大恒煤业；多变坡；大倾角
一、研究目的
保障带式输送机安全运行，确保上组煤三采区提升运输能力。
二、主要研究内容
针对上组煤三采区胶带巷大倾角、多变坡、大落差的特点，因此该巷道内带式输送机在设计和使用过程中必须克服下运皮带机飞车、大变坡飘带、大倾角高落差转载点洒煤等多项难题。经我矿专业技术人员深入讨论，并咨询相关专家和市场调研后，最终形成统一方案。本次大倾角下运皮带机设计，主要分三大课题进行研究，现将主要内容简要如下：
1、大倾角下运皮带机防飞车设计及应用
大倾角下运皮带机运输过程中易发生飞车现象，主要原因是：原煤运输期间，尤其是皮带机满载期间，皮带机瞬间制动，由于惯性原因致使输送带瞬间增大，从而发生输送带褶皱现象，导致输送带脱离滚筒，两者之间失去产生相对位移，滚筒失去输送带的摩擦力而发生冲带飞车现象。针对上述存在的问题，我矿主要从以下三个切入点进行设计应用，一是采用盘式制动器软制动的形式，降低制动期间产生的惯性力。目前市场上软制动形式主要有液压调速软制动、盘式制动器软制动、变频软制动等多种形式，上述制动形式当中，盘式制动器因具备范围最广、技术成熟、安全系数高等特点，成为本次软制动方式首选方案。本次皮带机软制动方案采用驱动滚筒输出轴制动方式，液压站采用一拖二的形式，利用液压调速阀实现盘式制动器缓慢泄压制动，为了保证皮带机安全使用，并设计将皮带机各类保护接入到制动器主控箱内，实现各类安全功能的可靠闭锁，另外，鉴于采用主滚筒制动的方式，产生的制动力较大，为了避免对滚筒轴造成损坏，我矿对滚筒轴进行加粗处理；三是采用液压自动张紧装置，补偿因飞车现象而降低的输送带张紧力。本次液压张紧装置设计采用，液压站配套液压马达、液压油缸、张力传感器等设备，并配套PLC电控箱，能够实时监测钢丝绳张紧状态，一旦发生松绳现象能及时补偿钢丝绳损失的张紧力；二是采用尾部驱动的形式，避免滚筒和输送带之间的相对滑动。采用尾部驱动的形式，当皮带机制动时，输送带与滚筒之间的相对位移量比较小，同时输送带会出现越拉越紧的现象，能够避免输送带与滚筒因失去摩擦力而产生打滑。
2、大倾角下运皮带机防洒煤设计及应用
此皮带机发生洒煤现象，主要原因有两点：一是大倾角下山运输期间，块煤与输送带间相对滑动产生的块煤滚落现象；二是18°斜坡转载点处大高差抛煤，而形成的块煤不稳定坠落现象。针对上述存在的问题，我矿主要从三个切入点进行设计应用，一是加工深槽托辊架，将上槽型托辊架槽型角由35°增加至60°，从而增大输送带运输槽角，避免块煤洒落，同时加强加厚槽型托辊架选用的钢材，避免物料下运造成的托辊架扭转变形现象；二是在转载点处加装给煤机，减小物料抛落形成的巨大冲击力，降低物料冲击速度，避免高速冲出的块煤自顶皮带飞出，同时避免高落差对搭接皮带机造成的冲击损伤；三是在转载点处加装缓冲床，同时在缓冲床两边，加装防洒煤防护栏，减小转载点处对输送带的冲击伤害，同时减少原煤洒落量。
3、多变坡下运皮带机防飘带设计及应用
此皮带机运输期间发生飘带现象，主要原因是18°斜坡与6°斜坡过度太快，上部输送带在皮带机张紧力的作用下，发生输送带脱离托辊架的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因该地点变坡过快，采用加装调高支腿的形式，皮带机顶皮带高度将接近于巷道顶部，不利于皮带机安全运行和岗位工日常维护。鉴于上述原因，结合巷道现场条件，我矿利用滚筒的改向和压带作用，采取变坡点原煤自卸载的方式，自行设计加工皮带机压带装置，并在压带装置卸载点处加装缓冲床和防洒煤装置，以减小卸载点处对输送带的损坏。
三、技术关键
本次多变坡大倾角下运皮带机设计，是将矿井常用和特殊设备针对皮带运输系统存在的多种复杂工况条件的综合性和创造性应用。它将盘式软制动装置、液压自动张紧装置、大槽角槽型托辊架、往复式给料机、自卸载压带装置等先进设备和特殊改造设备，集成运用到同一条皮带机上，是我矿丰富的提升运输经验的具体表现。
本次多变坡大倾角下运皮带机设计，选用的盘式制动器采用先进的无级调速软制动技术和集成性能强的综合保护控制技术，液压自动张紧装置采用实时在线监测反馈技术，槽型托辊架采用大围包角防洒煤技术等多项先进技术，克服多变坡大倾角下运皮带机运行期间存在的飞车、洒煤、飘带等多项技术难题。
四、技术指标
针对本次多变坡大倾角下运皮带机存在的问题，在盘式制动器、液压自动张紧装置、大槽角托辊架制作、自卸式压带装置等方面需要满足以下指标，方能满足设备使用要求。
1、对盘式制动器的要求
①盘式制动器必须实现无级调速软制动；②制动器制动力必须≥120KN；③皮带机保护装置、软启动开关均能集控至制动器控制箱内，并实现可靠闭锁。
2、对液压自动张紧装置的要求
①张紧力调节范围为40KN-200KN之间；②张紧装置能实时监测钢丝绳张紧力并自动补偿；③采用液压站控制，无需频繁开停机。
3、对大槽角槽型托辊架的要求
①托辊架采用采用并排结构设计，槽型角不低于60°；②托辊架选用重型钢材，在18°斜坡下运过程中，不发生弯折现象。
4、对自卸载压带装置的要求
①压带装置各类改向滚筒直径不低于200mm；②顶皮带和底皮带之间不允许出现磨带现象。
国内外概况、水平和发展趋势：
随着近年来，我国对能源的需求量不断增加，加快了对矿山资源的开采。带式输送机在矿山资源的开采中具有十分重要的作用。随着科学技术的迅速发展，用于制造、设计和安装的各种新技术、新方法的出现以及输送带接头技术的不断完善，带式输送机技术进入了一个高速发展阶段。在矿山资源的运输中，带式输送机已逐渐开始取代机车和汽车运输，它具有输送物料种类广泛、输送能力大、输送路线的适应性强、运行平稳可靠、物料的破碎性小以及装卸料灵活、费用低、易于实现自动控制及节能环保等特点。
目前国内大倾角皮带机已得到广泛应用，但工况条件及解决方案相对简单，本次皮带机同时存在大倾角、多变坡、斜坡转载等多项技术问题，本方案针对上述存在的问题，以实际生产经验为基础，提出众多解决方案，能良好解决皮带机运行期间存在的问题，在国内具有很高的先进性。
达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用的前景：
皮带机是矿山开采中主要运输设备，而在矿山开采行业普遍存在皮带机下运这一现象，本次多变坡大倾角下运皮带机设计，是对传统设备和特殊改造设备的综合性利用，具有结构简单、安全性高、设备成本和使用维护成本低等特点，特别适用于在矿山开采行业中进行推广应用。
论文作者:张华洪,张建,卢建强,孙玉明,冀树明,刘林春
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/24
标签：倾角论文; 输送带论文; 皮带机论文; 滚筒论文; 装置论文; 采区论文; 现象论文; 《科学与技术》2019年第11期论文;