在水平拐彎巷道內實現皮帶連續運輸所用皮帶拐彎裝置的研究與應用

摘 要：在開灤東歡坨礦生產作業中，為達到皮帶在拐彎處正常延伸，保證安全、快速的掘進目的，設計出了可靠的皮帶拐彎裝置，并對設備選型的有關數據進行了詳細的計算，將新型皮帶拐彎裝置合理加裝在現有皮帶機上，徹底實現了一部拐彎皮帶連續運輸目的。本文簡要介紹了在水平拐彎巷道內實現皮帶連續運輸所用皮帶拐彎裝置的工藝技術路線、創新點及技術關鍵。

關鍵詞：皮帶拐彎裝置 拐彎皮帶 連續運輸

中圖分類號：TD528.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0140-01

開灤東歡坨礦業公司2392掘進工作面為保2013年生產銜接重點工作面，受我公司9煤層地質條件影響，無法從-500水平上山施工，因此技術部經過多方案比較最終確定了從-230水平開工。針對南翼采區回風大巷（-230水平段）全長700 m，該巷道當初為按水平線沿煤層施工的，在煤層賦存局部上下起伏時該巷道水平拐彎施工，該段巷道現場實際為拐彎15次，其中最大拐角為25°，最小拐角為5°，使用傳統運輸設備，將增加大量人力，運輸系統極不合理。

1 傳統的皮帶運輸機在拐彎處面臨的問題

首先打破傳統思維定式，采用數學中的反證法來假設皮帶可以拐彎，從而分析拐彎處皮帶運行狀態。通過這種模擬直線運行皮帶跑偏的試驗，我們不難發現傳統的皮帶運輸機在拐彎處面臨以下問題。

（1）上帶（承載分支）嚴重跑偏、飄帶，無法托煤。

（2）底帶（回空分支）嚴重跑偏，皮帶邊與H架磨損嚴重。

（3）拐彎處內外兩側縱梁桿長度不一致，連接斷開。

2 工藝技術路線與關鍵措施

為解決以上難題，我們嘗試在普通皮帶機架的基礎上設計出專用于拐彎處的高低H架，并增加了上下防跑偏立輥及防飄帶壓輥，利用外力的強迫作用使上帶由平時的大“V”字狀態改為“U”字兜狀，從而使皮帶在拐彎處形成近似密封的輸送環境，確保有效運輸。

應用皮帶拐彎裝置后，拐彎處皮帶運行的切面示意圖如圖1，2所示

其中H架的高腳側應靠皮帶的沿徑向運動方向，△h按以下經驗公式計算：

△h=W/2～2W/3 mm，W為帶寬。

如：帶寬W=800 mm，那么高腳側應達到400～533 mm左右最佳。

同時，為了保證拐彎處縱梁桿的連接，可通過計算提前加工制作拐彎處專用縱梁桿（如圖3）。

可得公式：c=a-b·tgθ/2

其中：c為欲求縱梁桿長度（mm）；a為標準縱梁桿長度，此處取a=3000mm。b為標準H架寬度，此處取b=1100mm。θ為巷道拐角（°）。

如：當θ=10°時，那么根據公式可以計算出

c=3-1.1×tg5°=2.9m，那么按一根縱梁桿計算，長度應為：

2c-3=2×2.9-3=2.8m。

短縱梁桿上托輥的眼距應根據實際以保證托輥與皮帶垂直為宜。

關鍵措施如下。

（1）結合具體的地質條件，確定合理的設備選型。

（2）拐彎皮帶的機頭和機尾都要保證有一定長度的直線段，在水平平面內，水平拐彎圓弧段的切點距前（后）轉載點的距離應大于20 m。

（3）皮帶在運行過程中，機電維護要定期檢查拐彎處壓輥即立輥是否靈活轉動，否則及時打油潤滑。

（4）皮帶在運行過程中，機電維護要每班定期檢查拐彎處皮帶運行狀態，如發現大量灑煤或磨帶現象，應及時調整壓輥及立輥位置。

（5）在皮帶的各拐彎處必須安設靈敏可靠的急停按鈕，發現問題后，必須先拉好急停后方可處理。

（6）大塊煤矸上皮帶前必須經過破碎處理后方可裝入皮帶，嚴禁用拐彎皮帶運送各種支護材料。

（7）在拐彎處必須用足夠強度的鐵絲或鋼絲繩將高低H架與永久支護捆綁牢固，防止高低H架失穩翻到，造成事故。

3 應用產生的效益

通過目前實際生產應用一個月看，取得了良好效果。這種簡單易行的皮帶拐彎裝置改變了以往普通皮帶直線運輸的單一形式，成為更適合煤礦安全、高效生產的可拐彎皮帶，南翼回風大巷（-230水平段）全長700 m，其中拐彎多達15余處，最達拐角為25°，最小5°，平均在15°～16°，共投入了1部拐彎皮帶，相對減少了近14部40T溜子或6部普通皮帶設備，極大簡化了運輸系統，提高了生產效率，降低了機電事故率；同時實現了拐彎皮帶靠巷道一幫運行，軌道在人行側鋪設，確保了輔助運輸的連續性，避免二者空間交叉，有效地確保了安全生產。按人工、電耗等粗略計算，每年可降低成本100萬元以上。

參考文獻

[1]洪曉華，陳軍.礦井運輸提升[M].中國礦業大學出版社，2005.

[2]陳培媛，戰悅暉，宋偉剛.平面轉彎帶式輸送機的結構設計[J].煤礦機械，2005（4）.