顺槽带输送机技术改造

顺槽带输送机技术改造

陈波

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司鄂尔多斯市准格尔旗大路镇房子滩村010300

摘要：随着井田开拓变化，工作面加长600m，达到3000m，运量增大500t/h，峰值达到2500t/h，提升高度增大30m，达到110m。现有的工作面顺槽输送机已无法满足运输需求，急需进行改造。

关键词：顺槽皮带机改造

目前东西翼两侧工作面顺槽走向长度约3000m，工作面宽度240.3m。西翼工作面主运输顺槽巷道最大高度差为105米，预计最大高差为120m；东翼工作面整主运输顺槽巷道最大高度差约-52米。矿井主运输采用带式输送机连续运输，运输路线为采掘工作面煤炭→运输顺槽带式输送机→6煤大巷带式输送机→主斜井带式输送机→地面。现工作面共有三条顺槽带式输送机，两用一备。

二改造方案

随着井田开拓变化，工作面加长600m，达到3000m，运量增大500t/h，峰值达到2500t/h，提升高度增大30m，达到110m。现有的工作面顺槽输送机已无法满足运输需求，急需进行改造。改造的原则如下：

1、设计参数Q=2500t/h，西翼上运工作面最大运距L=3000m，提升高度H=110m，东翼下运工作面最大运距L=3000m，局部最大下运高差ΔH=-52m。

2、首先满足生产需求，其次满足工作面搬家时不影响生产。即三套顺槽带式输送机互为备用。

1、输送机计算

1.1计算参数

Q——运量，Q=2500t/h；

ρ——煤的松散密度，ρ=0.95t/m3；

B——输送带带宽，B=1400mm；

v——运行速度，v=4.00m/s；

f——模拟摩擦系数，0.03（按井下多尘、吸潮，上运）；0.012（下运）；

L——带式输送机长度，3000m；

qRO——上托辊转动部份质量（间距1.5m），23.28kg/m；

qRU——下托辊转动部份质量（间距3m），10.16kg/m；

qB——每米输送带质量（PVG2500S），42.00kg/m；

qG——输送带上每米物料质量，qG=173.62kg/m；

δ——倾斜角度，小于18°，cosδ≈1；

H——物料的提升高度，120.00m；（上运）

g——重力加速度，9.81m/s2；

μ2——物料与导料槽的摩擦系数，0.7；

b1——导料槽的宽度，0.85m；

l——导料槽长度，3m；

A——清扫器与输送带接触面积，头部清扫器与胶带接触面积0.014m2，取2个；尾部清扫器与胶带接触面积0.021m2，取1个；

P——输送带与清扫器的压力，105N/m2；

μ3——清扫器与输送带的摩擦系数，0.7。

1.2计算结果

计算过程详见后附计算书。

1.2.1输送能力校核计算

运输峰值2500t/h，小于带式输送机理论运量，满足设计要求。

1.2.2驱动力及轴功率计算（上运）

根据计算机模拟不同工况条件，最大圆周驱动力：

传动滚筒轴功率：PA=FUv/1000

式中：PA——传动滚筒轴功率，kW；

v——带速，4.00m/s；

PA=457935×4.00/1000=1831.74kW

电机所需功率：PM=K1×K2×PA

式中：

PM——电机功率，kW；

K1——电动机功率系数，K1=1.4；

K2——电动机起动方式系数，K2=1.0。

取整PM=2587kW。

1.2.3输送带张力（上运）

由以上计算可得现有输送机功率不满足运输要求，需要增加中部驱动单元以满足运输要求，通过计算模拟，中部驱动布置在距头部900m处，输送机示意图和中部驱动布置受力图如下：

由计算可得现有三套输送机功率不满足运输要求，第一、二套输送机增加中部驱动2×450kW，分别采用CST和变频器软启动，第三套输送机增加中部驱动630kW，采用变频器软启动。

根据计算机模拟不同工况条件，输送带最大张力Fmax=321kN，输送带为PVG2500S，带强为2500N/mm。

输送带安全系数n=2500×1400/321704=10.87＞10，满足输送带安全系数要求。

1.2.4东翼下运计算（计算过程详见后附计算书）

东翼下运根据顺槽巷道布置分三段计算功率：第一段L=2200m，α=0°，P1=1145kW；第二段L=100m，α=-12°，P2=112kW；第三段L=700m，α=-2.5°，P3=120kW；总功率P=1377kW；并根据计算机模拟输送机不同工况条件，选取驱动圆周力Fu=96.1kN，输送带制动力FN=234kN，制动力矩MN=146kN•m。

第一、二套顺槽输送机互为备用，用于东翼下运工作面；第三套顺槽输送机与新增第四套顺槽输送机互为备用用于西翼上运工作面，计算过程参照方案一。

图中蓝色为正在开采工作面，橙色为即将开采的新工作面。

1、改造方案

根据计算结果第一、二套顺槽输送机互为备用，需要增加盘式制动器1台；

第三套顺槽输送机与新增第四套互为备用用于西翼上运工作面，其中第三套顺槽不改造，新增第四套顺槽带式输送机为头驱3*630kW+中驱2*630kW，中部驱动亦可用于第三套顺槽输送机中。中部驱动布置如下：

优点：（1）第一、二套输送机延长至3000m，驱动不需要改造，增加盘式制动器。改造工作量小；

（2）中部驱动硐室高度相对较低，长度较短，减少了矿建施工。运输环节少；供电和控制系统相对简单。

（3）上下运工作面分别采用2套输送机互为备用，设备调度灵活、清晰明了。

缺点：（1）第三套输送机需要增加驱动单元，功率平衡调节难度大；

（2）2个正开采顺槽工作面，1个即将开采工作面，4条输送机，存在1条输送机闲置，设备利用率较低。