煤矿矸石山前伸升降式旋转皮带的可行性设计

陈玉标 郭俊才 文 斌 拓文富

（河南大有能源股份有限公司新安煤矿，河南 新安471842）

0 前言

煤矿矸石山是矿井的咽喉，制约着原煤正常生产，随着科技的创新，煤炭开采机械化程度的提高，开采工艺的一系列要求，开掘巷道数量的增加和二水平的延伸，矸石量大大增加，矸石山排矸能力满足不了生产需要，经常出现矸石排不及而影响生产。经多方论证，在矸石山山顶铺设一条运矸旋转皮带，虽能有效地解决排矸系统的瓶颈，但皮带头容易积矸石，现对矸石山前伸升降式旋转皮带的可行性设计进行探讨。

1 方案构思

1.1 现有旋转皮带排矸系统

现有的旋转皮带为水平铺设，皮带驱动方式为机头电动滚筒前驱动，机尾采用滚珠底盘旋转。

1.2 前伸升降式旋转皮带结构

前伸升降式旋转皮带机，是由电动滚筒为中部驱动滚筒、中间架、托辊、胶带、螺旋张紧式机尾、拉紧支撑架、回柱绞车、液压升降装置、旋转装置、扇形跑道、行走轮装置等组成。其结构是采用旋转皮带倾角为18°，中部电动滚筒驱动，前段皮带架伸出悬空，拉紧支撑架配合绞车拉紧，中部支架液压升降，中心旋转，支点摆动式，根据中心可以任意调整方位角旋转皮带，液压拉紧和升降装置自动调整皮带架水平角度，见下图。

图1 前伸升降式旋转皮带结构示意图

2 方案设计

2.1 皮带

倾角:18°，皮带长度:40m，带宽:1000mm，运量:400t／h ，拖带滚筒:320mm，电动滚筒:∮630mm，电机功率:30kW，速度:2.5 m／s改向滚筒:∮320mm，卸载滚筒:∮200mm ，机尾滚筒:∮400mm ，机尾螺旋张紧装置

2.2 皮带架

考虑到矸石山基础不实，边沿地带可能会出现山体滑坡，机头容易积矸石，皮带架设计成如图示与地平面成18°角，皮带架机头伸出悬空长度保持在15m左右，由于形成了上倾角，矸石运载带有速度，这样抛出的距离更远，矸石不致于堆积在皮带架机头下。

2.3 旋转装置

设计安装旋转皮带，在皮带中部设置轴承式旋转底座，同时，在皮带支架下安装旋转行走轮，铺设扇形轨道作为跑道供皮带架旋转，从而增大排矸的空间。

2.4 升降和拉紧装置

皮带架的两边对称安装4套液压升降支架，独立液压泵站控制，保证皮带架头部下陷时能够随时进行升降。皮带机头架前段设计固定的起吊孔，用∮22.5mm钢丝绳固定牢靠后通过支撑立柱顶部的导向绳轮装置引到皮带架机尾的回柱绞车滚筒上，皮带架头部下陷时能够随时收紧钢丝绳，从而保持皮带支架水平的整体平衡。

2.5 电控系统

皮带支架上设计行程开关，一旦皮带架下陷，声光报警信号报警，控制回柱绞车和液压泵站的开关及时动作，保证钢丝绳匀速缓慢拉紧，液压支柱匀速缓慢升起，到达水平位置后，水平行程开关动作，回柱绞车和液压泵站停止工作，并实现电气闭锁，钢丝绳不再拉紧，液压升降支架停止升起，从而使皮带架始终保持在18o角度。

3 应用及效益情况

升降前伸式旋转皮带设计能有效地解决现有排矸皮带存在的一系列问题，使矸石山排矸能力得到极大地提高，满足矿井生产发展需要，为矿井的长远发展提供可靠的保障。

（1）应用情况：自制前伸升降式旋转皮带机，成本低、运行方式简单、易操作维护，排矸能力明显增大，节省了检修的时间和人力。

（2）社会效益：矸石山排矸能力的提升，解决了制约矿井正常生产中存在的瓶颈问题，为提高产量和获得长远经济效益做出了积极贡献。

（3）提高矿车周转率：使得矿车周转更加快捷方便，扭转了矿车使用紧张的被动局面。

（4）提效创益：保证的地面矸仓的正常运转，最重要的是提高了矿井生产效率，提升了矸石的排放速度，增加了矸石的排放量，保证了原煤的正常生产，能创造更好的经济效益。

4 结束语

前伸升降式旋转皮带能较好地提高了矸石山排矸系统的效率，理顺了运矸环节，加大运输量，特别是这样的设计不易造成皮带头积矸，较大地增加储矸容量，，兼顾升降、拉紧、旋转等功能，科学合理，简单实用。