煤礦矸石山前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶的可行性設(shè)計(jì)

陳玉標(biāo) 郭俊才 文 斌 拓文富

（河南大有能源股份有限公司新安煤礦，河南 新安471842）

0 前言

煤礦矸石山是礦井的咽喉，制約著原煤正常生產(chǎn)，隨著科技的創(chuàng)新，煤炭開采機(jī)械化程度的提高，開采工藝的一系列要求，開掘巷道數(shù)量的增加和二水平的延伸，矸石量大大增加，矸石山排矸能力滿足不了生產(chǎn)需要，經(jīng)常出現(xiàn)矸石排不及而影響生產(chǎn)。經(jīng)多方論證，在矸石山山頂鋪設(shè)一條運(yùn)矸旋轉(zhuǎn)皮帶，雖能有效地解決排矸系統(tǒng)的瓶頸，但皮帶頭容易積矸石，現(xiàn)對(duì)矸石山前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶的可行性設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1 方案構(gòu)思

1.1 現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)皮帶排矸系統(tǒng)

現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)皮帶為水平鋪設(shè)，皮帶驅(qū)動(dòng)方式為機(jī)頭電動(dòng)滾筒前驅(qū)動(dòng)，機(jī)尾采用滾珠底盤旋轉(zhuǎn)。

1.2 前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶結(jié)構(gòu)

前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶機(jī)，是由電動(dòng)滾筒為中部驅(qū)動(dòng)滾筒、中間架、托輥、膠帶、螺旋張緊式機(jī)尾、拉緊支撐架、回柱絞車、液壓升降裝置、旋轉(zhuǎn)裝置、扇形跑道、行走輪裝置等組成。其結(jié)構(gòu)是采用旋轉(zhuǎn)皮帶傾角為18°，中部電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)，前段皮帶架伸出懸空，拉緊支撐架配合絞車?yán)o，中部支架液壓升降，中心旋轉(zhuǎn)，支點(diǎn)擺動(dòng)式，根據(jù)中心可以任意調(diào)整方位角旋轉(zhuǎn)皮帶，液壓拉緊和升降裝置自動(dòng)調(diào)整皮帶架水平角度，見下圖。

圖1 前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶結(jié)構(gòu)示意圖

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 皮帶

傾角:18°，皮帶長(zhǎng)度:40m，帶寬:1000mm，運(yùn)量:400t／h ，拖帶滾筒:320mm，電動(dòng)滾筒:∮630mm，電機(jī)功率:30kW，速度:2.5 m／s改向滾筒:∮320mm，卸載滾筒:∮200mm ，機(jī)尾滾筒:∮400mm ，機(jī)尾螺旋張緊裝置

2.2 皮帶架

考慮到矸石山基礎(chǔ)不實(shí)，邊沿地帶可能會(huì)出現(xiàn)山體滑坡，機(jī)頭容易積矸石，皮帶架設(shè)計(jì)成如圖示與地平面成18°角，皮帶架機(jī)頭伸出懸空長(zhǎng)度保持在15m左右，由于形成了上傾角，矸石運(yùn)載帶有速度，這樣拋出的距離更遠(yuǎn)，矸石不致于堆積在皮帶架機(jī)頭下。

2.3 旋轉(zhuǎn)裝置

設(shè)計(jì)安裝旋轉(zhuǎn)皮帶，在皮帶中部設(shè)置軸承式旋轉(zhuǎn)底座，同時(shí)，在皮帶支架下安裝旋轉(zhuǎn)行走輪，鋪設(shè)扇形軌道作為跑道供皮帶架旋轉(zhuǎn)，從而增大排矸的空間。

2.4 升降和拉緊裝置

皮帶架的兩邊對(duì)稱安裝4套液壓升降支架，獨(dú)立液壓泵站控制，保證皮帶架頭部下陷時(shí)能夠隨時(shí)進(jìn)行升降。皮帶機(jī)頭架前段設(shè)計(jì)固定的起吊孔，用∮22.5mm鋼絲繩固定牢靠后通過支撐立柱頂部的導(dǎo)向繩輪裝置引到皮帶架機(jī)尾的回柱絞車滾筒上，皮帶架頭部下陷時(shí)能夠隨時(shí)收緊鋼絲繩，從而保持皮帶支架水平的整體平衡。

2.5 電控系統(tǒng)

皮帶支架上設(shè)計(jì)行程開關(guān)，一旦皮帶架下陷，聲光報(bào)警信號(hào)報(bào)警，控制回柱絞車和液壓泵站的開關(guān)及時(shí)動(dòng)作，保證鋼絲繩勻速緩慢拉緊，液壓支柱勻速緩慢升起，到達(dá)水平位置后，水平行程開關(guān)動(dòng)作，回柱絞車和液壓泵站停止工作，并實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖，鋼絲繩不再拉緊，液壓升降支架停止升起，從而使皮帶架始終保持在18o角度。

3 應(yīng)用及效益情況

升降前伸式旋轉(zhuǎn)皮帶設(shè)計(jì)能有效地解決現(xiàn)有排矸皮帶存在的一系列問題，使矸石山排矸能力得到極大地提高，滿足礦井生產(chǎn)發(fā)展需要，為礦井的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供可靠的保障。

（1）應(yīng)用情況：自制前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶機(jī)，成本低、運(yùn)行方式簡(jiǎn)單、易操作維護(hù)，排矸能力明顯增大，節(jié)省了檢修的時(shí)間和人力。

（2）社會(huì)效益：矸石山排矸能力的提升，解決了制約礦井正常生產(chǎn)中存在的瓶頸問題，為提高產(chǎn)量和獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益做出了積極貢獻(xiàn)。

（3）提高礦車周轉(zhuǎn)率：使得礦車周轉(zhuǎn)更加快捷方便，扭轉(zhuǎn)了礦車使用緊張的被動(dòng)局面。

（4）提效創(chuàng)益：保證的地面矸倉的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，最重要的是提高了礦井生產(chǎn)效率，提升了矸石的排放速度，增加了矸石的排放量，保證了原煤的正常生產(chǎn)，能創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

前伸升降式旋轉(zhuǎn)皮帶能較好地提高了矸石山排矸系統(tǒng)的效率，理順了運(yùn)矸環(huán)節(jié)，加大運(yùn)輸量，特別是這樣的設(shè)計(jì)不易造成皮帶頭積矸，較大地增加儲(chǔ)矸容量，，兼顧升降、拉緊、旋轉(zhuǎn)等功能，科學(xué)合理，簡(jiǎn)單實(shí)用。