胶带输送机连续转弯机身研制及应用

胶带输送机连续转弯机身研制及应用

1张立新1丁银磊2潘惠敏

1兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿；

2华聚能源兴隆庄矿电厂

摘要：，本文主要研制了一种可实现19°连续转弯的输送机装置，该装置转弯装置设置60°深槽，抗偏防翻带托辊组、防翻带装置、防物料洒落的收拢器、防回程胶带跑偏及翻带装置、主动纠正胶带跑偏装置；该装置的应用大大提高了设备开机率和煤炭资源回收率，提高回采效率。

关键词：胶带输送机；新型；转弯机身；托辊前倾

一.概述

兴隆庄煤矿1307（上）工作面原设计为1309（上）、1307（上）两个工作面分别进行回采。经多次优化论证，将两个工作面合并为一个工作面。运顺内段长度250米、外段长度1060米，推进长度1077m。

该采区地质条件复杂，为提高煤炭资源回收率，工作面胶带顺槽往往需要转向、拐弯布置，造成运输巷道不是直线运输，这样在胶带顺槽布置上需要多部输送机搭接使用，才能完成煤炭的运输，存在设备种类多、装机容量、设备维护量大、工人劳动强度大、运行成本高等缺点，为解决这一系统性问题，需研制一种可靠的工作面巷道胶带输送机连续转弯输送装置及开发一种实现转弯过程工作面设备的调整工艺。

二、方案对比

工作面巷道设计给采煤设备配套与煤流运输系统带来了问题，根据现有技术条件，提出以下两个方案：

方案一：运顺内段采用一部270米长刮板输送机，外段使用DSJ120/4×315型胶带输送机，在转弯位置安装一部转载机。

特点：1、增加整部刮板输送机的安装与改造，工程量较大。

2、刮板输送机需驱动功率1000KW以上、φ42×146-C级紧凑链、使用两个厂家的溜槽进行对焊改造，配简易机尾。

3、刮板输送机随工作面推进需进行边采边撤，工艺复杂，安全隐患较多。

4、需要施工专门的撤除通道（60米岩巷和50米煤巷），用于顺槽输送机边采边撤和机头部分撤除改造。

5、刮板输送机单驱动运行，过长和过短阶段运行均不稳定。输送机边采边撤，链条损耗量大。

方案二：内、外运顺使用一部DSJ120/4×315型胶带输送机，转弯处使用转弯装置。

特点：1、不需要撤除通道，减少掘进工程量

2、一部胶带输送机，维护量小，事故率低

3、转弯装置安装精度高，需扩帮落底及基础砌筑。

4、转弯装置撤除方便，后期改造工程量小。

综合考虑，采用方案二更有优势。

三、设计与优化

1、现有带式输送机转弯

带式输送机转弯有两种方式，带式输送机定角度转弯装置和传统连续转弯装置。带式输送机定角度转弯装置，一机可实现胶带换向的目的，需要的曲率半径小。转弯装置相对于正常机身来说，需要较大的安装空间，一般需要在转弯位置单独开辟硐室，胶带在狭小空间内多次折返，对胶带损伤大。换向滚筒上的小托辊转速快，寿命低，需经常更换。需重新设计，且过煤量小、转弯点易洒煤。集中撤除时需长距离延伸机尾，维护量大等。

传统转弯装置是带式输送机在转弯处托辊组槽角采用40°、45°、50°、55°、60°平稳过渡；每10组槽形托辊设置1组上纠偏装置。回程段托辊采用V型托辊组，正常段间距为3000mm，每10组设置1组下纠偏装置。传统转弯装置与正常机身大小基本一致，不需要扩巷道。所适用的巷道转弯角度较小，一般不超过12°。

根据1307（上）工作面运顺平面转弯实测图及相关技术参数计算，需要转弯半径450m，但受现场巷道条件限制，最大转弯半径仅为300m，故以上方式都不合适。

最终确定研发一种新型带式输送机转弯机身，充分吸收行业内转弯形式的优点，提出了自然变向+半强制转弯结合的结构形式。

设计优化

通过计算各种工况下转弯位置的胶带张力，适当抬高转弯段托辊的内曲线，并人为设置一定的倾斜角度抵消因转弯引起的胶带向心力，这种是自然变向转弯。兴隆庄煤矿1307工作面转弯角度较大，达到19度，且转弯半径受巷道条件限制不能太大，故另外增加了半强制转弯措施。多措施并举，从而实现一条输送机大角度水平转弯。

实现平面转弯的主要技术措施分为基本措施和附加措施。基本措施有两种：一种是使转弯段托辊的内端沿皮带运行方向向前倾斜一定角度，称之为托辊的安装支撑角；另一种是增大转弯段承载托辊组的槽型角。槽型角愈大，胶带愈不易跑偏。槽型角的加大有利于胶带的居中自动调节，减小转弯半径。具体措施有：

（1）转弯段托辊前倾：转弯段托辊的内侧沿皮带运行方向向前倾斜一定角度φ，称之为托辊的安装支撑角。由于φ角的存在，则托辊和胶带之间就有相对滑移速度△Ｖ，托辊给于胶带一个与△Ｖ的方向相反的摩擦力Ｔ′。Ｔ′在离心力方向上的分力Ｔ用以平衡胶带张力Ｓ和因转弯产生的张力△Ｓ共同作用所形成的向心力，促使胶带拐弯。

（2）抬高转弯段托辊的内曲线：构成拐弯段内曲线抬高角γ，内曲线抬高，可适应较小的拐弯段曲率半径。在设计时，将内曲线最大抬高角定为5°，为实现这一目的，将拐弯段的Ｈ支架两侧支腿根据抬高角设计为有一定高度差，内高外底。

（3）增大转弯段承载托辊组的槽型角：由正常机身的35°承载托辊组通过45°承载托辊组过渡到深槽60°承载托辊组。槽型角愈大，托辊对胶带的纵向支撑力愈大，胶带愈不易跑偏。故本次设计时考虑最大运量需满足1800吨每小时，最大槽角设计为60度。槽角的加大有利于胶带的居中自动调节，从而使胶带顺利通过较小的转弯半径。

（4）转弯段内侧设置压带抗偏立辊：胶带在转弯位置有向内的向心力，转弯角度越大，向心力越大；转弯半径越小，向心力越大；当自然变向不能有效抵消胶带的向心力时，需要靠半强制措施。

（5）转弯段外侧设置防翻带压轮：胶带在转弯段时，外侧带边会出现向内翻边现象，通过设置防翻带压轮，强制胶带外侧带边贴附托辊运行。

四、现场施工

1、安装前准备

（1）、地质测量科现场实测，标设施工基准线。

（2）、根据转弯装置曲率半径（R=300m）和转载机转弯要求进行扩帮。

（3）胶带转弯100m范围内落底，巷道方向同一坡度，断面底板横向水平。

2、现场安装

（1）根据现场从拐点处开始向两端安装，每条2.4米长中间架折角0.463°、偏移量14.6mm依次累加。总计41套拐弯架腿，第21套为中间架腿，如受空间限制可适当调整偏移量。

（2）按煤流方向坡度4.6°调成统一角度，依次安装过渡段支腿，打地锚后固化。

（3）安装深槽抗偏托辊架、防翻带装置梁、防翻带装置架、上下托辊、抗偏立辊等。

（4）胶带铺设拖带时使用多个铁滑车进行导向。

五、应用效果

经过一个月的现场生产使用，胶带机运行情况良好，实现了19°度水平转弯；工作面设备在转弯段运行正常，调整便捷；达到了1200吨/小时设计生产能力，满足了工作面生产需要。