煤礦井下主運輸系統優化設計與改造

劉明龍　邱兆勇

摘要 采區現場條件的變化，對煤礦的開采影響較大。我們最初的設計往往不能滿足礦井后期的生產和開拓要求，必須根據實際情況對設備進行一定的優化設計。本文以田陳煤礦北區七一采區西翼為背景， 隨著采區逐步延伸，根據采場布置情況，新開拓西翼皮帶上山和原西翼皮帶下山布置在一條直線上，故在西翼皮帶上山膠帶輸送機選型設計上，打破原來設計思想，進行優化設計，對原有西翼皮帶下山膠帶輸送機進行延伸改造，將西翼皮帶上山同原西翼皮帶下山膠帶輸送機合二為一，達到節能目的。

關鍵詞：運輸系統；優化；設計；改造

1.前言

田陳煤礦北區七一采區西翼是我礦一個主要采區，西翼皮帶下山膠帶輸送機肩負著原煤運輸的重要使命，因煤層地質條件的限制及巷道開采的設計，隨著采區逐步延伸，根據采場布置情況，新開拓西翼皮帶上山和原西翼皮帶下山布置在一條直線上，巷道開拓期間運輸形式為3部SDJ1000/2×75型帶式輸送機，不能滿足回采運輸能力，并且占用設備多、故障率相對較高，崗位操作人員多。因此在西翼皮帶上山回采期間膠帶輸送機選型設計上，打破原來設計思想，進行優化設計，對原有西翼皮帶下山膠帶輸送機進行延伸改造，將西翼皮帶上山同原西翼皮帶下山膠帶輸送機合二為一，最終使用一部輸送機運輸工作面煤炭。

2. 膠帶輸送機簡介

膠帶輸送機又稱皮帶輸送機，輸送帶根據摩擦傳動原理而運動，適用于輸送堆積密度小于1.67/噸/立方米，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料及袋裝物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、糧食等。膠帶輸送機可在環境溫度-20℃至+40℃范圍內使用，被送物料溫度小于60℃。其機長及裝配形式可根據用戶要求確定，傳動可用電滾筒，也可用帶驅動架的驅動裝置。

3.新型皮帶機設計原理

巷道參數：原北區七一采區西翼皮帶下山巷道為609米，最大傾角15°，新開拓西翼皮帶上山巷道全長900米（含中間平巷段12米），傾斜段最大傾角17°。

七一采區西翼的主要運輸為西翼皮帶下山SSJ1000/2×315S型強力膠帶輸送機，長度609米，雙電機雙滾筒驅動，電機功率為2×315千瓦。隨著采區逐步延伸，根據采場布置情況，西翼皮帶上山若單獨設計為一部SSJ1000/2×315S型強力膠帶輸送機，需解決下運帶式輸送機制動問題，且采用常規的制動方式，由于停車較快，在下運過程中易發生飛車事故。由于新開拓西翼皮帶上山和原西翼皮帶下山布置在一條直線上，故在西翼皮帶上山膠帶輸送機選型設計上，打破原來設計思想，進行優化設計，對原有西翼皮帶下山膠帶輸送機進行延伸改造，將西翼皮帶上山同原西翼皮帶下山膠帶輸送機合二為一，延伸長度900米后輸送機全長1509米，機頭驅動裝置增加一臺驅動電機，采用三電機雙滾筒驅動方式，電機功率為3×315千瓦。

在西翼運輸上、下山中間凹弧段安裝壓帶裝置（俗稱假機頭），增加了重砣式拉緊裝置（如圖所示），解決下運帶式輸送機制動及凹弧段飄帶問題。

4.創新點

（1）將采區主要運輸上山和下山兩部膠帶輸送機整合為一部膠帶機，有效解決了下運帶式輸送機制動問題。

（2）采區上、下山中間凹弧段增加了重砣式拉緊裝置，達到調整輸送帶松緊的目的及凹凸段飄帶問題。該裝置利用重砣的重量產生拉緊力，保證輸送帶在各種工況下有恒定的拉緊力，可以自動補償由于溫度改變和磨損引起輸送帶的伸縮變化。該裝置具有使輸送帶拉緊力始終保持不變的優點，結構簡單、工作可靠、維護量小，是一種理想經濟的拉緊裝置。

（3）在西翼運輸上、下山中間凹弧段安裝壓帶裝置，解決了飄帶問題。

（4）延伸改造后的帶式輸送機的制動性能可靠，能夠對帶式輸送機正常運輸過程中因工作面跳閘停電、安全保護裝置動作等帶負荷的情況下停車或瞬間煤量突變，輸送帶的下滑力超過主電動機的輸出轉矩的情況實施可靠的制動，杜絕了放飛車的現象。

5.經濟效益分析

該膠帶輸送機延伸改造投入使用后，減少了設備、電纜等材料以及設備操作人員的投入，節約了開支。

（1）設備、材料整體投入減少約200萬元。

（2）節約人員。節減崗位操作人員2人/班，共節約6人，每年可節約人工工資約36萬元。

（3）節約用電。設備運行總功率減少315千瓦，達到了節電目的，膠帶輸送機每天按運行18小時，全年運行330天計算，每年約節電149.69萬千瓦時，每千瓦時按0.8元/千瓦時，約119.75萬元。

6.結束語

該運輸系統優化改造的成功應用，簡化了運輸環節，實現了連續運輸，提高了運輸系統效率，降低了運輸成本，取得了較好的經濟和社會效益，具有較大的推廣應用價值。

參考文獻：

[1]《煤礦安全規程》2011版.

[2] 宋偉剛.通用帶式輸送機設計[M].北京：機械工業出版社，2006.

作者簡介：

劉明龍（1973年10月—），男， 1995年畢業于山東礦業學院，現任山東能源棗礦集團田陳煤礦機電運輸科主任工程師。 研究方向：機電運輸技術與管理。