拱形巷道带式输送机无基础安装技术初探

摘 要：随着我国科学技术的高速发展，近年来我国煤矿生产逐渐机械化，其中应用较为广泛的就是煤矿带式输送机。带式输送机又称为胶带输送机，在煤矿生产过程中起着重要作用，它以物料与传送带之间的摩擦力为驱动实现运输功能。本文以带式输送机的结构组成为基础，结合煤矿拱形巷道的特点，使用带式传送机安装技术，设计了一种应用于煤矿拱形巷道的带式输送机安装系统，大大优化了带式输送机的安装过程，提高了工作效率和安全性，减少了人力和物力的消耗，能够给煤矿相关工作提供一定的借鉴。

关键词：带式输送机;煤矿拱形巷道;安装;安全性

0 引言

煤矿生产机械化水平的提高推动了带式传送机在煤矿生产中的应用。目前来说带式传送机多应用于露天煤矿工作、井下巷道煤矿工作和煤矿生产的运输中，能够对物料进行水平运输和倾斜运输，具有运输量较大，能够进行连续运输，运输较快，运输效率高等多个优点。传统的带式输送机的安装首先需要预埋地脚螺栓，以对应带式输送机机座的安装孔，然后通过螺母将两者固定。这种安装较为复杂，缺点较多，安装花费的时间、人力、物力较大。为了提高带式输送机的安装效率，节约成本，需要对其安装过程进行研究，本文针对煤矿拱形巷道带式输送机的安装问题提出一种无基础安装系统，大大改进了安装过程，简化了安装流程，提高了安装效率。

1 带式传送机无基础安装系统概述

1.1 无基础安装系统设计过程

对煤矿带式输送机进行设计，一般主要考虑几个方面的因素：输送长度、输送机安装倾角、输送能力、输送物料堆积容量、输送物料堆积角、输送物料平均块度、输送物料最大块度。另外，设计时还需要参考带式输送机的实际工作环境、给料点的具体位置、输送机的实际工作强度、物料装卸方式等。

设计过程主要包括以下几个步骤：

①以煤矿生产能力为基础确定带式输送机的运输量Q，公式为：Q=1.25×（Q×104）/（300×4），其中，Q：设计运输量;Q：煤矿生产能力;

②确定带式输送机的工作带速V，一般设计范围在1.25到3.15之间;

③确定输送机带宽B，计算公式为：B=[Q/K×γ×V×

Cst]0.5，其中，K：装料断面系数;Cst：输送机倾斜系数;γ：输送物料堆积容量。计算后需要对照MT414中的带宽标准值，如果不符合规定，需要进行修改;

④验算带宽的合格性。对于没有经过筛分处理的散装物料来说带宽应满足B≥2Xmax+0.2;对于经过筛分处理的散装物料来说带宽应满足B≥3Xm+0.2。其中，Xmax：输送物料的最大块度;Xm：输送物料的平均块度;

⑤计算输送机的实际输送能力Qn，公式为：Qn=3600×

Amax×V×Cst，其中，Amax：最大装料断面面积;

⑥确定托辊型号。托辊的选型需要参考带宽、带速、动静载荷等数据，计算完成之后需要对比静载荷和动载荷数值，以数值较大的载荷为依据选择托辊。

设计完成后需要计算带式输送机的张力以及进行强度校核。为了保证输送机的正常工作，输送带的最小张力需要满足两个条件：第一是传动滚筒能够传递足够大的圆周力，以避免输送带打滑;第二是需要严格控制托辊之间输送带的下垂度，一般来说允许的垂直度在2%以内。

1.2 无基础安装系统安装组成

根据上述设计过程，本文设计了如图2所示的无基础安装系统，主要包括卸载部、主驱动部、副驱动部、张紧装置、卷带装置及机尾部，其中带式输送机的型号是DSJ140/300/3×630，具有可伸缩的特点，能够满足工作要求。参考设计手册对该装置各个部分进行受力分析并进行计算，得出卸载部分受力最大。

1.3 无基础安装系统设计原理

无基础安装系统利用了液压支柱，使用液压支柱能够增大工作时输送机底座的正压力，以达到增大与地面之间摩擦阻力的目的，这样就能够有效避免工作过程中设备因受力发生位移。

根据带式输送机的受力计算结果，可以分为五组无基础安装系统，每组包括底座和液压支柱。五组系统的分布情况为：4组的液压支柱安装在输送机两侧，两个小油缸能够对支柱方向进行调节，两个大油缸能够提供一定的支持力。工作过程中，将带式輸送机的支架固定在无基础安装系统底座上，输送机底座通过销轴与液压支柱底部连接，将液压支柱顶部与巷道顶部固定连接在一起。这样大油缸工作时就能够增大安装系统底座与地面的摩擦阻力，将带式输送机固定在地面上。如图3所示是无基础安装系统的结构组成。

1.4 无基础安装系统的特点

无基础安装系统相比于传统的带式输送机安装方式有以下几个优点：

①液压支柱通过无基础安装系统底座与带式输送机支架固联在一起，能够避免两者发生相对位移;

②由于输送机中心线与搭接硐室中心线存在着400mm的偏差，所以需要将两侧液压支柱的高度设计为不同值以保证受力平衡，提高系统的安全性和稳定性;

③由于工作环境的影响，液压支柱在工作时可能会出现滑动、位移等情况，无基础安装系统支柱顶部设计了防滑装置，能有效避免液压支柱的移动;

④根据受力分析和计算结果调整液压支柱的位置和安装角度，使液压支柱工作位置达到最佳;

⑤液压系统具有较高的安全性，能够通过手动阀控制液压系统;

⑥在系统中安装压力表，随时监测液压系统压强，出现问题及时进行维护，可以保证系统的正常稳定工作。

2 带式传送机无基础安装技术的应用

2.1 固定带式输送机

由于传统带式输送机的安装过程较为复杂，需要消耗大量的人力物力，使用带式输送机无基础安装技术省去了绘制安装基础图纸、预埋地脚螺栓和螺帽固定等安装环节，大大简化了安装流程、减少了成本的投入、提高了安装效率。带式输送机无基础安装系统的安装过程主要包括以下几个部分：

①将无基础安装系统移动至预定位置，并连接固定住输送机支架;

②调节液压阀使小油缸工作，控制液压支柱的方向;

③调节液压阀使液压支柱顶住顶板，在调节液压支柱的过程中需要时刻注意压力表的示数，控制油缸内部压强到达指定值。工作时如出现泄压情况需要及时进行补压，保证系统的正常工作。

2.2 无基础安装系统的布置

以带式输送机的受力情况与计算结果为基础确定无基础安装系统在机头部的安装位置，受力情况如下表所示：

由上表可知，卸载部所受力最大，为582kN，其次是副驱动部，为245kN。为了最大限度使每组液压支柱受力降到最低，在设计时将主驱动部、卸载部与副驱动部的座体进行连接固定，如图4所示。通过计算分析该整体的受力情况，最后受力结果为344.8kN，为了使无基础安装系统正常工作，选定直径为180mm的大液压缸活塞。计算得到系统受到的最大压力使17.16MPa，符合泵站规定的15-20MPa的范围。

对整体进行受力分析后确定卸载部液压支柱角度为105度，张紧装置部液压支柱角度为75度，除此之外其他的液压支柱角度都是90度。

2.3 无基础安装技术在拱形巷道中的应用

由于煤矿拱形巷道顶板不平整，在设计过程中根据工作的实际环境在液压支柱上端也设计了座体，以实现液压支柱与巷道顶板的固定连接。液压支柱上端座体主要包括上板、立板和下板，具体如图6所示。设计时，上板走向与巷道顶板走向相近，方便两者连接;下板连接液压支柱并与其垂直;立板与上下板连接并于两者垂直。

液壓支柱上端座体打有直径为30mm的盲孔，在盲孔里面安装有长度不一的圆柱体。在工作过程中，当座体接触到巷道顶板后，随着液压支柱的继续增高，盲孔内一部分较长的圆柱体就能插入顶板，达到固定效果，避免座体发生位移，实现定位。液压支柱再继续增高，较短的圆柱体也会插入巷道顶板中，能够避免座体沿拱形巷道向中线方向移动，大大提高了无基础安装系统的稳定性。

3 结束语

综上所述，本文提出的煤矿拱形巷道带式输送机无基础安装技术能够有效解决带式输送机安装过程复杂、成本投入大的问题，提高了安装过程中的稳定性和安全性，通过机械化实现了煤矿设备的快速安装，促进了煤矿技术的机械化、自动化，为相关工作提供了一个可供参考的思路。

参考文献：

[1]宋奕.煤矿用带式输送机设计计算与应用[J].煤炭技术，2013，32（10）：13-14.

[2]刘小明，张杰文.煤矿拱形巷道带式输送机无基础安装技术初探[J].神华科技，2018，16（06）：18-20.

作者简介：

党正伟（1974- ），男，汉族，山西忻州保德人，机电工程师，大同煤矿集团轩岗煤电公司焦家寨矿机电矿长。研究方向：煤矿机电管理、煤矿机械与供电系统设计等。