煤矿井下掘进煤矸运输简易皮带机的设计和应用

王世龙

冀中能源股份有限公司邢台矿掘进一队 河北邢台 054000

本实用新型涉及一种煤矿采煤煤矸石简易带式输送机，它由与纵梁支架相连的头部和尾部组成。所述头部部设有驱动装置、张紧装置和旋转装置，所述电动辊可通过控制器进行正负旋转。具有结构简单，操作方便，安装拆卸方便等优点。整机采用组合式，可实现带式输送机的正反转。

1 简单带式输送机的设计

1.1 简易带式输送机的设备选择

在进行简易皮带设计之前，应先选择运输设备的型号，然后根据设备条件进行简易皮带设计。根据行业工作经验，简单皮带的设计公式总结如下：

其中：Pm为驱动功率，kWh；L为皮带长度，取300my为运输设备运行速度，1.6m/s；q代表设备的运输量，取200t/h，取5m；作为设备运输的高度；H=Lsinot，a代表设备倾斜；代表皮带宽度，取0.8m..经过计算，得出Pm的运行功率在19.3-13.8kWh之间。根据经验总结的公式选择标准，认为Pm运行功率在22kWh时是可行的。之后在此范围内选择运输设备，最终确定油浸式电鼓驱动装置，其设备型号为YT22-1.6-800-630。通过理论分析，油浸式电动滚筒驱动装置的应用满足了皮带外观、动力和传动简单的要求[1]。

1.2 框圈是结构设计

在带式输送机的设计中，将传统的框架结构改为目前流行的框架一体化结构，将旋转改向框架改为分体结构，整个结构用螺栓连接，保证运输不受阻碍，方便人工提升和组装。

1.3 带式输送机的结构设计

将带式输送机机架改造成一体式机架，采用分体式旋转改向机架，结构之间用螺栓连接。这种方法有利于在巷道运输条件困难时减轻工人的工作量。用于张紧的行走小车作为皮带张紧系统安装在机架内，设计行走小车长度不大于6m，使设计的煤矸石带式输送机尽可能简单。带式输送机尾部采用分体式尾部。为了防止带式输送机尾部容易受到矸石冲击的影响，尾部安装了弹簧托辊。尽量把皮带的各个部分拆分成简单的小部分，可以手动解决。通过以上对煤矸石带式输送机的改进和设计，不仅选择了更适合矿井运输动力的带式输送机型号，而且简化了带式输送机，达到了操作简单的效果。除了带式输送机的电动滚筒，带式输送机的所有部件都由煤炭工业集团制造。经过多次修改和重新设计，带式输送机的结构最终得到优化和最终确定。研制的第一台简易煤矸石带式输送机已应用于15207掘进巷道，全长100m，安装运输三班制。

1.4 皮带尾部的结构设计

带式输送机的尾部结构也采用分体式结构设计，所有模块和结构都可以拆卸，实现人工维护。尾部采用专利差频弹簧托辊，解决了尾部皮带因矸石冲击而磨损的问题。通过上述运输设备的开发，简化了带式输送机的设备机构，最终实现了设备简单便携的效果。

1.5 .实施和使用

①用电动滚筒代替驱动滚筒装置和驱动部件，不再使用电机，消除了电机受潮现象，消除或减少了电机故障。安装后，根据现场情况，简化控制系统采用带式输送机综合保护装置，并相应安装必要的保护装置，分别简化清扫车和张力跑车，消除故障点。②为解决主动辊更换困难、主动辊机架短、浮煤清理困难、皮带运行不稳定等问题，对带式输送机进行了优化和改进，从原来的前驱动改为后驱动。③经过认真研究分析，最终研制出这种新型运输设备，彻底解决了掘进生产中遇到的各种问题。这种结构简单、节省材料、轻便高效、安全可靠的带式输送机称为简易带式输送机。改进后的带式输送机安装在淮南队使用的角头北侧。已经运行半年了，无故障，效果不错。

2 简易带式输送机的应用

在简易带式输送机的制造中，所使用的附件、零件和模块都来自于维修时SSJ800带式输送机所更换的附件[2]。除电鼓单独购买的零件外，其他备件由维修生产的零件加工、修理和制造。成品完成后，多次打磨，得到最合适尺寸的备件。首批简易带式输送机可投入使用，预计巷道总长度约80m。简易带式输送机投入使用后，用电动滚筒代替驱动滚筒装置，节约了电机成本，避免了电机受潮问题，降低了电机故障率。安装完成后，应根据现场实际情况简化控制系统，同时安装带式输送机保护设施。

3 运用简易带式输送机的经济效益

首先，每台简易带式输送机可以替代3台设备长度为300m的刮板设备，预计每台简易带式设备的制造成本约为6万元，而每台100米运输刮板机的投入成本将高达14万元，工作距离为300m，总采购成本约为45万元。据初步计算，每更换一台简易带式输送机，可为技术挖掘单位节省39万元。此外，还节省了大量的人力和维护费用，估计每年节省的人员费用和维护费用分别接近200万元和10万元。简单的带式输送机，总投资和成本节约预计达到250万元。此外，即使设备运行没有故障，也需要一定的时间进行维护。据统计，一套设备每周平均维护时间约为24小时，与同等工作效率的铲运机相比，每周节省的维护时间约为10小时[3]。

4 结语

总之，简易带式输送机的发展消除了事故隐患，降低了工人的劳动强度，有利于安全生产，提高了掘进进尺。每台简易带式输送机按300m计算，可替代三台刮板机。每台简易带式输送机的总生产成本为6万元，而输送机的总生产成本为14万元/（部，100m）。因此，每台带式输送机将节省36万元的设备资金。目前，井下投入运营的11台简易带式输送机共节约近400万元。节约岗位工人工资，降低大量维修材料成本。