礦用雙層下運帶式輸送機在煤礦中的應用

1概述

隨著我國煤礦、礦山采掘綜采系統的推廣和普及，巷道運輸的瓶頸已嚴重制約了煤礦產能的提升。目前絕大多數井下巷道為單線路輸送系統，井下掘進產生的矸石和采掘的原煤均是通過一條輸送機分時輸送，這就造成了掘進和采掘相互影響的關系，即采掘和掘進無法同時進行，嚴重影響了生產效率。由于國內煤礦大多數是多煤層、多煤質的煤礦，不同煤質的原煤只能混合輸送出礦井，增加了后續分選難度，降低了煤炭品質和銷售價格，減少了煤礦企業利潤。

同時煤礦在井下轉運過程中會產生大量粉塵，嚴重污染了井下空氣，在粉塵濃度聚集的地方甚至會發生爆炸，據統計礦井中粉塵80%來自于輸送轉運過程產生的粉塵，每輸送一噸煤將有10克煤粉產生、一個年產100萬噸的煤礦每年會產生10噸煤礦粉塵，轉運粉塵已經嚴重影響井下作業的人生安全以及礦井的開采工作。

礦用雙層下運帶式輸送機布置簡圖

2設計分析

根據煤礦的實際情況，通過科學嚴謹的設計分析、巧妙的構思自主研發。針對雙層輸送結構設計、動態分析及三維模擬設計、PLC監控系統設計技術、高效節能托輥的設計、自動糾偏裝置設計、電機負載發電及反饋電網系統等技術進行深入研究和開發;針對一點定位多點加工工藝、大型強力滾筒制造工藝、熱處理消除焊接應力工藝、高效節能托輥制作工藝等開展了一系列的研究和技術攻關，逐一克服了上述技術難點。礦用雙層雙運帶式輸送機”產品可在不增加巷道投資的情況下，能夠將輸送量提高一倍，具有節約空間、運量大、安裝方便、安全性能高的特點。產品達到以下技術性能標準：

（1）最大輸送傾角負13°、長度600m、雙層向下輸，輸送量800噸/小時，功率：4×280kw

（2）利用物料下運發電，能量轉化利用率達到80%以上。

（3）設備啟動制動加速度小于0.05m/S2。

（4）實現控制自動化、通訊網絡化和管理信息化。

3主要設計特點

3.1礦用雙層下運結構設計

根據具體項目情況，設計上下層輸送帶帶寬及上下布置形式（上下相同、上大下小、上小下大）;驅動方式及布置情況，同時配置相應的中部機架、上下承載托輥、防飄帶裝置、張緊裝置（設置在張力最小處）等。使該結構即提高了運輸效率，又保證了設備安全穩定運行，降低了巷道的投資和運輸成本，解決了煤和煤矸石同時運輸的難題。

3.2高性能托輥研制

采用新型高強度耐磨陶瓷材料替代傳統鋼結構形式，采用拉光軸加特制擋圈定位、ABS高強度多重迷宮式密封等特殊結構設計，簡化了產品結構，同時產品性能、使用壽命、生產效率等得到大幅提高，生產成本大幅降低。

3.3電機負載發電及反饋電網驅動裝置

采用IGBT逆變控制系統將電機處于發電制動工況下的電能，通過直流共母線技術+變頻制動技術將電能反饋電網，采用多級電抗+正弦波濾波技術提高反饋電流質量，將產生的電能提供給煤礦照明等系統使用，使礦用雙層下運帶式輸送機（向下運輸條件）能量轉化利用率達到80%以上。

3.4無塵轉載系統

自主研發“曲線緩沖”、“誘導風控制”、等新技術開發出無塵轉載系統，該系統能有效解決物料轉運過程產生粉塵的情況，將輸送系統粉塵濃度控制在10mg/m3以內，實現了輸送轉載過程的粉塵治理，改善了工作環境，保證井下工作人員的人生安全，防止粉塵對空氣造成污染。

3.5全自動糾偏裝置

采用自動擋輥和四連桿機構，通過輸送帶運動和托輥旋轉產生的切向分力自動使輸送帶居中運行。具有糾偏性能高、無需人工調整，有效保證了輸送機的安全運行，是防止輸送機跑偏、保證設備安全運行的關鍵產品。

4結論

通過科學的設計、獨特的構思，將普通的單承載面輸送機變為雙承載面輸送機布置在同一巷道中，解決了雙層輸送的整體布置、長距離動力驅動設計、雙層共振、及雙層獨立輸送等技術難題。形成有限元分析、變頻控制技術、遠程監控等多項行業內領先的設計及制作技術，這些技術都可以應用在普通帶式輸送機上，將大大提高帶式輸送機設計和制作水平，為帶式輸送機向長距離、大角度、大運量、高帶速方向發展提供了有力的理論和實踐支撐。能量轉化利用技術實現能量轉化并合理利用，該技術打破傳統高能耗的下運輸送方式，提供了一種安全節能、利用再生動能發電的新技術。

作者簡介：

劉剛，性別：男，民族：漢，籍貫：四川省內江市資中縣，當前職務：技術骨干，當前職稱：機械工程師（中級），學歷：全日制大專，研究方向：制造業.