管状带式输送机在煤炭运输系统的应用

李战鹏

(平顶山平煤设计院有限公司，平顶山 467000)

0 引 言

目前国内外大、中型矿井煤炭外运方式较常见的有三种方式，即汽车运输、铁路运输和带式输送机运输。

(1)汽车运输

汽车在运输煤炭时存在着扬尘严重、尾气排放、交通拥堵等众多问题。随着国家新的环保政策要求越来越严格及人民环保意识的增强，汽车运输煤炭的方式已经不能满足当前环保形势的要求。

(2)铁路运输

铁路运输相比汽车运输而言，由于行驶路线固定，虽然环保性较高，但在运输时由于运煤列车高速行驶，车辆无顶盖，煤炭裸露，行驶产生的空气流动和自然界的大风吹扬作用，仍会出现沿途扬尘的现象，而且铁路运输费用较高。

(3)带式输送机运输

带式输送机运输可分为普通带式输送机、水平转弯带式输送机和管状带式输送机三种形式。普通带式输送机常用于运输距离较短且直线布置的条件下；水平转弯带式输送机虽然能满足长距离运输且需要转弯的条件下，但投资较高，且土地占用面积较大；而管状带式输送机特别适合长距离的运输，对输送物料基本没有限制，可实现水平、空间上的转弯，适应性较强，而且可实现封闭式输送物料，环保性能出众。

1 管状带式输送机概述

管状带式输送机技术最早起源于日本管状带式输送机公司(JPC)，于1979年底成功地制造出第1台管状带式输送机。近年来，随着国内机械行业的迅速发展，该技术逐渐被国内机械设备厂家开发出自己的技术，例如四川自贡运输机械厂、华电重工、北方重工、福建龙净环保、焦作科瑞森等机械制造企业，管状带式输送机已然成为一项非常成熟的技术。

1.1 管状带式输送机结构及工作原理

管状带式输送机是在普通带式输送机基础上发展起来的，由尾部成管段、中部成型段、头部展开段组成。其工作原理与普通带式输送机基本相同，工作过程分成三部分完成。首先从尾部滚筒至胶带形成圆管状这段距离为尾部成管段，受料口也设在该段，在此过渡段内胶带由平形变为槽型，最后与物料一起被卷成密封管状向前运行。其次为中间成型段(承载段和回程段)，该段胶带被六边形布置的托辊组迫使卷成管状，承载段中物料在管内随胶带稳定运行，回程段管内无物料空载运行。最后为头部展开段，当将要到达头部卸料点时，胶带同物料一起由管状过渡为槽型并在头部滚筒处变为平形卸料。总之，管状带式输送机是以展开受料、封闭运输及再展开卸料后又封闭返回的依次循环不间断的工作过程。管状带式输送机结构详如图1所示。

图1 管状带式输送机结构图

1.2 产品规格及参数选择

(1)管径(不同管径对应的带宽、断面积和许用块度)

(2)输送能力(不同管径、带速对应的输送量)

1.3 管状带式输送机主要优点

(1)可防止外部杂物混入输送物料，也能防止物料受到雨淋或日晒等的损害，并可实现承载段和回程段完全封闭输送，避免了在输送过程中漏料、洒料等，可满足环保要求。

(2)可实现柔性布置设计，实现小半径三维空间转弯，避免了中间转运站的设立和相应辅助设施的投资和维护费用，特别适合于空间比较狭小或者有障碍物等复杂环境下的输送线路建设。

(3)可实现大倾角输送，普通槽型带式输送机提升角度最大不超过18°，而管状带式输送机由于输送带将物料包在管内输送，增大了物料与输送带之间的摩擦力，输送角度可以进一步提高。

(4)机架宽度小，管状带式输送机采用圆形截面输送物料，以较低的带宽，获得了同样大小的有效输送面积。从而降低了安装时的空间要求，减少了钢材等结构材料的消耗。

2 管状带式输送机的应用

2.1 在平煤集团香山矿原煤外运系统的应用

(1)满足当前环保政策的要求：香山矿生产能力120万t/年，每天产出原煤约4 000 t。由于该矿没有铁路运输线路，目前主要采用汽车运煤，平均日运煤车辆约90辆车次进出香山矿，运煤高峰时运煤车辆可达100辆车次，对周边环境及交通造成严重影响。2019年以来随着国家环保治理力度的加大，香山矿原煤外运几度中断，导致香山矿原煤大量长期堆放，销售收入锐减，生产经营非常困难。因此，为适应环保政策的要求，急需建设一条环保型全封闭运煤系统，来保证矿井的正常生产。根据香山矿周边铁路交通状况，可将矿井生产出的原煤运至附近铁路网线上，通过火车进行外运。而距香山矿较近的铁路装车站为平煤集团十一矿装车站，且该站点属于集团公司内部铁路装车点，故可通过铺设管状带式输送机的方式将香山矿的原煤运至十一矿装车站外运。项目建成后可永久性解决香山矿原煤运输难题，可以保证矿井持续安全高效生产、和谐稳定发展。

(2)经济上可节约运行成本。目前香山矿生产出的原煤主要通过汽车外运的方式运至需求地，输送距离约20公里，运费约为30元/t(按当地运费价格)，香山矿按年产量为120万t/年计算，每年需支出运费约3 600万元。项目建成后，可将香山矿的原煤通过管状带式输送机运至十一矿装车站，然后再由火车运至需求地。经计算，管状带式输送机年运行成本约357.47万元，火车运费每年约1 651.20万元(按当地运费价格)，年运行成本合计2 008.67万元。每年可节约运行成本约1 591.33万元。

该管状带式输送机项目的应用是因矿井现有生产系统内无铁路装车外运系统，而管状带式输送机所具备的特点正好能满足长距离运输至附近铁路装车站。因此，该项目的应用在现有煤矿生产企业具有一定的推广意义。

2.2 在平煤集团粱北二井煤炭外运系统的应用

(1)节约建设资金，工期较短。平煤集团粱北二井属于新建矿井，设计生产能力1.20 Mt/a，服务年限为50.6年，原矿井初步设计中煤炭外运方式为铁路运输，即铺设一条矿井铁路专用线，然后与现有国铁接轨后装车外运，区间线路长4.8 km，总投资约24 488.61万元(含铁路装车仓及装车设备等)，建设工期约1.5年。由于铁路建设费用较高，工期较长，结合矿井煤质情况，为充分体现该矿煤炭的使用价值，经分析比较，将粱北二井生产出的煤炭先由管状带式输送机输送至附近现有地方铁路网线内，然后新建装车系统运回集团内部使用。管状带式输送机线路总长约6.5 km，总投资约17 429.82万元，建设工期约10个月。相比建设铁路运输方案，管状带式输送机运输投资较少，工期较短。

(2)年运行成本较低。设矿井设计生产能力1.20 Mt/a，按当地铁路运输价格计算，若采用铁路运输的方式将煤炭外运，每年运行成本约7 014.40万元。若采用管状带式输送机+地方铁路运输的方式，每年运行成本约4 468.90万元。每年可节省运行费用2 545.5万元。

该管状带式输送机项目的应用是因矿井新铺设铁路运输线路投资较大、工期较长。而管状带式输送机所具备的特点正好能满足减少矿井初期投资、建设工期紧张的需求。因此，该项目的应用在新建煤矿生产企业具有一定的推广意义。

3 结束语

随着我国环境保护事业的发展，散状物料环保输送技术将越来越受到重视，作为绿色环保的管状带式输送机，应用前景也越来越广泛。