大倾角皮带机技术简介

采用大倾角皮带机改造的优越性

1、大倾角皮带运输系统简介

大倾角胶带运输机是新建矿井广泛采用的一种连续运输设备。以钢丝绳芯胶带作为牵引机构与承载体。带强高、运距长运输量大，设备简单起动平稳，是斜井改造的首选设备。其转动系统如图2 所示。皮带机由以下几部分组成:

驱动部分——电动机、联结装置、减速器、主驱动滚筒、改向滚筒。

卸载部分——卸载滚筒、清扫器、除铁器

中间部分——钢丝绳芯胶带、托辊及机架、皮带断带保护装置

机尾部分——尾滚筒、机尾架、张紧小车

胶带绕经驱动滚筒－改向滚筒－尾部张紧改向滚筒－卸载滚筒－驱动滚筒，通过机架、托辊支撑形成环状而达到不间断连续运输。

2、大倾角皮带机运输量大，运距长，采用的胶带为钢丝绳芯胶带，胶带强度高（最高可达6000N/mm）。作为斜井主提升具有以下优点：

1）大倾角钢丝绳芯胶带机为固定式机械，整机安装空间小。除机头部分外，中间部分和机尾部分所需空间与单钩串车提升井筒几乎相等。斜井内可直接进行改造安装，矿务工程量小。

2）设备维修量小，事故率低。固定机械自有的优越条件使设备的检修、维护量与串车提升相比大大降低，生产事故几乎为零。由于不存在人员围绕车辆工作现象，人身安全有了保障。

3）由于钢丝绳芯胶带内部是以钢丝绳为牵引机构和承载主体，张力传递迅速，启动平稳无浪涌现象，可使运输距离长达上千米。胶带运输机的形环不间断运输方式，解决了串车间歇周期式提升对煤矿生产的瓶颈影响。能够全面满足矿井提升的各方面要求。

以辽源矿业集团梅河煤矿三井为例。1992 年井口生产系统改造，采煤工作面采用综采支架低位放顶煤，煤炭产量大幅度增加，产量翻了一翻。矿井由设计年产45 万吨核定为90 万吨。产量的增加导致提升环节更加不能满足生产需要。形成拉多少出多少，以提升定产量的瓶颈现象。为了扭转运输被动局面，保证矿井生产的有效发展。局、矿于1992 年7 月～9 月对三井的提升系统进行了改造。主提升采用哈尔滨煤机厂生产的STJ800/2×220Q 大倾角带式输送机。钢丝绳芯胶带宽度800mm，胶带强度2000kg/cm。皮带机长度659 米，胶带环长1400 米，胶带接头采用热硫化一级全塔。更换后的各项主要指标核算如下：

一、原始条件：

输送长度L＝570 米

输送机安装倾角α＝23 度

胶带每米重量qd=45 kg/m

货载最大粒度横向尺寸amax=300 mm

胶带宽度B＝800 mm

胶带运行速度V＝2.0 m/s

货载堆积角30°

全井生产率A1

（年产量90 万吨300 天工作日3 个班作业每班6 小时）

1、验算胶带宽度B

验算B＝800 毫米宽胶带能否满足原煤的块度要求。

B≥2 amax+200mm

＝2×300＋200

＝ 800（mm）

即B＝800 毫米宽的胶带可以满足最大块度为300 毫米的货载要求。

2、计算运输量Q

Q＝KB2VRC

式中：B－胶带宽度（m） B＝800 mm = 0.8 m

Q－输送量t/h

V－带速m/s V＝2.0 m/s

R－货载散集容重（t/m3）取R＝1.0 t/m3

K－货载断面系数，根据货载堆积角为30°查表K＝458

C－输送机倾角系数，查表倾角为23 度C＝0.9

将各参数代入上式；

Q＝KB2VRC

＝458×0.8×2×2×1.0×0.9

＝527.62 t/h

由计算可知Q＞A，采用800 毫米的胶带机的输送量完全可以满足年产90 万吨的需要，并且留有充分裕量扩大再生产。

二、胶带强度计算m:

式中：m－安全系数最小安全系数要求大于7。

B－胶带宽度cm B＝80cm

Gx－胶带强度kg/cm Gx=2000 kg/cm

Smax－胶带最大静张力（kg）

计算胶带最大静张力Smax

计算示意图如下:

1、计算胶带运行阻力

1）、重段阻力计算： 2-3 段的阻力F2-3

F2-3 = （q0+q d+q g‘） L2-3W‘cos23°+（q0+q z）L2-3sin23°

式中：q0－每米胶带上的货载重量（kg/m）

A－运输生产率（吨/小时）考虑生产潜力取

A=1.25A1=1.25×167＝209 吨/小时

则

L2-3-重载长度m L2-3＝570 m

q d－胶带每米自重kg/m， q d＝45 kg/m

q g‘－折算每米长度上的上托辊转动部分的重量

G g‘－每组上托辊转动部分重量 G g‘＝11 kg

L g‘－上托辊间距（米），取L g‘＝1.2 m

则

W‘－槽形托辊阻力数，查资料W‘＝0.05

F2-3=（29.02+45+9.17）×570×0.05cos23°+（29.02+45）×570sin23°＝18667.93 kg

2）、空段阻力计算

4-5 段阻力F4-5 按直线计算

F4-5＝（qd+qg"）L4-5W"

式中：q g"－折算到每米长度上的下托辊转动部分的重量

G g"－每组下托辊转动部分重量G g"＝12 kg

L g"－下托辊间距（米） L g"= 3 m

则：， L4-5≈10 m

W"－胶带在下托辊上运行阻力段，查资料W"＝0.025

所以：F4-5 = （45+4）×10×0.025＝12.25kg

6-7 段阻力F6-7

F6-7 = （q d+q g‘"） L6-7W‘"

式中：q g‘"－6-7 段折算每平长度上的下托辊转动部分重量

G g‘"－每组下托辊转动部分重量G g‘"＝12 kg

L g‘"－此下托辊间距L g‘"＝1.2 m

W‘"－胶带在下托辊上动作阻力系数，查表得：W‘"＝0.025 F6-7=（45+10）×9×0.025＝12.375 kg

8-9 段阻力为皮带与滚筒之间的摩擦阻力

F8-9＝q d L8-9μ

式中：μ－胶带与滚筒之间的摩擦系数，μ取0.3

L8-9 = 1.5 m

则F8-9＝45×1.5×0.3＝20.25 kg

1-9 段阻力：

F1-9=（q d+q g"） L1-9 W"cos23°-q d L1-9sin23°

=（45+4）570×0.025cos23°－45×570sin23°

=-9379.51kg

胶带张力计算

根据总垂度要求，求出最小张力S2

S2＝5（q0+q d）L g‘cos23°

=5×（29.02+45）×1.2cos23°

=408.81 kg

式中：K－滚筒阻力系数K＝1.06