非煤礦用刮板輸送設備設計選型探討

李英 閆躍

摘 要：鋁土礦石物料致密堅硬，屬于一水硬鋁石，礦層頂底板多為粘土巖，遇水后膨脹，且粘性較強，要求輸送設備的關鍵零部件耐磨性高。針對這種情況，本文確定了非煤礦用工作面刮板輸設備選型的基本原則，及輸送設備關鍵零部件的改進意見。

關鍵詞：非煤礦；刮板輸送設備；選型

1 鋁土礦工作面概況

1）工作面采高： 最小1.5m，最高5m，普遍2.5m。工作面長度120～140m，走向長度1200m左右。

2）頂、底板條件：基本頂（老頂）為堅硬巖組，基本頂較難跨落，頂板來壓步距長，工作面回采工程中基本頂來壓強烈，易發生壓跨型冒頂事故。

底板為軟弱巖組，支架比壓較大時，易出現穿底現象，礦層頂底板多為粘土巖，遇水后膨脹，且粘性較強。

3）物料成分：鋁土礦的礦石以一水硬鋁石為主，其次為少量高嶺石、水云母等粘土礦物。

主要化學成分：AL2O3 平均65%，SiO2平均10%，Fe2O3平均4.7%。

4）物料分布情況：礦層底部為土狀礦物，中部為碎粒狀礦物，頂部為塊狀礦物，物料硬度普遍3～4，頂部塊狀礦物4以上。

2 輸送設備的設計選型

1）采煤機正常產能計算Q采：

Q采max=60×T×V×H×γ

T——采煤機截深（0.6m），

V——采煤機運行速度（2.5m/s），

H——采煤機最大采高（3.5m），

γ——物料的密度（2.7）

Qmax=60×T×V×H×γ=60×0.6×2.5×3.5×2.7

=850t/h

Q采= Q采max × Cc，

Cc——采煤機割煤回收率，取95%；

Q采= Q采max ×Cc =850t/h×0.95=800t/h。

2）工作面年生產能力計算方法：

Q年= Q采×D×T×K，

D——年有效工作日，一般取300天左右，

T——日工作時間（取14h）。

礦井工作制度為，兩班生產，一班檢修，每班工作時間8h

K——采煤機開機率（K=0.6），

Q年= Q采×D×T

=800×300×14×0.6≥100萬噸/年

滿足年產設計要求。

3）工作面輸送設備選型：

基本原則：

刮板輸送機的運輸能力應不低于采煤機的最大割煤能力，故刮板輸送機的運輸能力為：

Qq≥Q采≥800t/h。

所以輸送設備初步選用輸送量900 t/h的設備完全可以滿足工作面生產能力100萬噸/年的要求。

4）輸送設備中部槽截面面積計算：

Qq=3600×A×V×γ，

A= Qq/3600×V×γ，

Qq—刮板輸送機的運輸能力t/h，

V—輸送機刮板鏈速（1.0～1.3m/s），

γ—物料的密度（2.7t/m3），

A= Qq/3600×V×γ，

=900/3600×1.0×2.7=00926m2=92600mm2

輸送機理論最大截面積A如下圖所示

通過上述理論所需輸送設備中部槽截面面積的計算，可以選擇的輸送機中部槽槽寬≥630mm，630、730、764系列輸送設備均可滿足。

5）輸送設備滿載功率計算：

上鏈拉力： F上=L×（qK+qB）×（I×C×Co×cosα±sinα）；下鏈拉力：F下=L×qK×（I×C×Cu×cosα-/+sinα）；上鏈理論消耗功率：P上=F上*V/A；下鏈理論消耗功率：P上=F下*V/A；理論消耗總功率：P=（F上+F下）*V/A；實際消耗總功率：P總=1.05P。

輸送設備的選型方案

方案：

輸送機：SGZ764/2×375 轉載機：SZZ764/375。

優點：設備的通用性較高，設備的整體適應性較強，在整個使用過程中，不會出現因物料片幫、垮落等產生的壓死現象，與采煤機的配套簡單，可實現物料分布較厚的區域的開采。

缺點：根據大竹園鋁土礦一采區地質條件，鋁土礦石能否出現煤炭一樣的片幫、垮落等現象，現不能肯定，如沒有，則造成設備能源的浪費。

通過方案比較，為滿足礦物的順利開采，并避免不確定因素等現象造成的采礦影響，故方案二選型比較合理。

3 輸送設備關鍵零部件的改進

1）輸送設備磨損問題的改進。

a）中部槽中板、底板采用耐磨強度更高的進口板材。

b）通過改變熱處理工藝，增加設備局部的耐磨性。

c）增大刮板鏈與中板之間的距離，減少鏈條與中板的磨損。

d）改變輸送機機頭卸載方式，端卸改為側卸，減少物料進入機頭鏈輪軸組部位。

e）改變機頭、尾鏈輪護板處結構，使物料進入機頭鏈輪軸組前直接進入下鏈道。

f）下鏈道過渡槽下底板處增設漏料口。

2）輸送設備與采機之間配合結構的改進。

a）加高齒軌座高度，加大齒軌座與電纜槽擋板指甲的距離，減少齒軌周邊物料的堆積。

b）中部槽與采機之間使用騎槽幫結構。

c）加大采煤機牽引輪節距適應范圍。

3）輸送設備使用方面改進。

a）設備停機前，因增加輸送設備的空轉時間，盡量使輸送機上鏈道無物料存在，減小下次啟動時的負荷。

b）增加設備關鍵部件的維護次數。

c）增加設備易損部件的更換次數。

4 結語

通過上述分析，非煤礦使用的設備應具有以下特點：

1）工作面整體較短。整個工作面長度控制在 100～150m之間。

2）整機功率較大。整機功率增大1.5 ～2倍。

3）鏈條規格較大。在同型號產品正常配置的基礎上增加一個規格。

4）整機的個性化設計較為突出。