焦家金礦大傾角深槽帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

李新宇 劉衛(wèi)斌 張曉華

摘要：對深槽帶式輸送機(jī)進(jìn)行了原理分析，采取了有效措施，保證達(dá)31°傾角輸送目標(biāo)，從而簡化了工藝線路，縮短了前期施工周期，使設(shè)備的初期投資和營運(yùn)費(fèi)用大幅度降低，應(yīng)用結(jié)果表明：具有整機(jī)性價(jià)比高、環(huán)保性能好等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);深槽;設(shè)計(jì);應(yīng)用

中圖分類號：TH22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0206-03

1 引言

黃金礦山為了滿足礦石開采、物料大傾角連續(xù)輸送的需要，常采用兩條帶的壓帶式帶式輸送機(jī)、將物料密閉輸送的圓管帶式輸送機(jī)及波狀擋邊帶式輸送機(jī)等。這些特種帶式輸送機(jī)的共同特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)較大傾角物料的輸送，同時存在結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、成本高等不利因素。針對礦石物料特性分析，黃金礦石，松散密度1.75t/m³，輸送傾角β=25～31°，選定樣機(jī)主要參數(shù)：帶寬B1200，帶速V=1.6～2.5m/s，運(yùn)量Q=～600t/h，機(jī)長L=40m，提升高度H=16.9～20.6m，花紋輸送帶ST2000，驅(qū)動功率75kW，為外裝式電動滾筒，變頻驅(qū)動。根據(jù)這些參數(shù)，應(yīng)采用通用性及性價(jià)比更高的深槽帶式輸送機(jī)。

2 深槽帶式輸送機(jī)大傾角輸送原理

物料重力作用在托輥組各輥?zhàn)由系恼龎毫Φ姆戳镕_N1，F(xiàn)_N2和F_N3，物料的重力為G，如圖1。

在槽形托輥組上物料與輸送帶產(chǎn)生的摩擦力可以看作是物料作用于輥?zhàn)由系恼龎毫Τ松夏Σ料禂?shù)所得，若托輥為水平布置，則輥?zhàn)铀苷龎毫εc物料的重力相等。側(cè)輥垂直水平面時各輥?zhàn)由系恼龎毫χ瓦_(dá)到最大。可以得出：中間輥?zhàn)釉蕉蹋锪系亩逊e深度越大，物料與輸送帶間的摩擦力也越大;側(cè)輥槽角越大，物料與輸送帶摩擦力越大。在滿足膠帶成槽性的前提下，增大托輥槽角，能夠提高膠帶對物料的夾持力，避免物料與膠帶發(fā)生相對滑動，從而實(shí)現(xiàn)大傾角輸送。

3 深槽帶式輸送機(jī)大傾角輸送實(shí)現(xiàn)措施

3.1 采用四輥式雙排對稱深槽角托輥組

從原理分析可知，受輸送帶橫向剛度（即成槽性）的限制，根據(jù)力的平衡關(guān)系，并不產(chǎn)生增大物料對輸送帶摩擦力的作用，所以在實(shí)際應(yīng)用中考慮將設(shè)計(jì)制造成深槽角托輥組（圖2）。

（1）采用4輥托輥組，使每個輥?zhàn)佣枷鄬τ谒矫鎯A斜，消除在托輥組上輥?zhàn)拥乃街螀^(qū);中間的托輥應(yīng)較短，在采用通用機(jī)架的情況下，若增大了槽角兩側(cè)輥?zhàn)有枰鄳?yīng)地增長;

（2）在深槽托輥組的設(shè)計(jì)中，通常側(cè)輥的槽角應(yīng)大于等于45°，以保證足夠的裝料深度，但需要考慮輸送帶成槽性的問題。槽角一般可取60°～75°。采用四輥式雙排對稱深槽角托輥組則可大幅提高摩擦力，相對五輥結(jié)構(gòu)而言，便于制造、安裝及維修，減少了運(yùn)行阻力;雙排輥?zhàn)又睾咸帥]有尖角，最大限度減少了輸送帶的磨損，延長了輸送帶的使用壽命。

3.2 采用花紋輸送帶

采用花紋輸送帶，可有效遏制物料在輸送帶表面向下的滑動趨勢，提高物料上運(yùn)的最大傾角。

花紋輸送帶型號規(guī)格：B1200，ST2000，人字形花紋，凸紋高度8mm，凸紋間距200mm，凸紋寬度30mm，本工程采用ST2000，是為了驗(yàn)證其成槽性，為以后實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。

3.3 采用變頻驅(qū)動裝置，實(shí)現(xiàn)軟啟動

輸送機(jī)啟動時加速度過大也是造成物料下滑的主要原因之一。本機(jī)采用變頻驅(qū)動裝置，實(shí)現(xiàn)軟啟動，解決了輸送機(jī)慢速啟動問題。

3.4 清掃裝置

花紋輸送帶清掃是一個難點(diǎn)，可采用振動、滾刷等清掃裝置，鑒于本次樣機(jī)試驗(yàn)的主要目的是測試物料實(shí)現(xiàn)向上大傾角輸送的可靠性，故僅設(shè)置了普通的彈簧清掃器及空段清掃器，這個問題在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)時加以解決。

3.5 防大塊滾落及頭部導(dǎo)料裝置

為防止物料輸送過程中，大塊圓形狀的物料向下滾落，發(fā)生安全事故，設(shè)置防大塊滾落裝置。為防止物料輸送到頭部過渡展開段時，從輸送帶兩側(cè)滾落，設(shè)置了頭部導(dǎo)料裝置（圖3）。

4 深槽帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算

帶式輸送機(jī)功率及張力計(jì)算執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50431～2008《帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》及DIN22101-2002《連續(xù)搬運(yùn)設(shè)備輸送散料的帶式輸送機(jī)計(jì)算及參數(shù)選定基礎(chǔ)》。考慮承載段在形成深槽過程中，雙排中心對稱布置的四輥式托輥對承載膠帶擠壓形成的運(yùn)行阻力系數(shù)增大，模擬摩擦系數(shù)可取f=0.035～0.055。而回程段一般可按DTn通用帶式輸送機(jī)相應(yīng)規(guī)范選取，計(jì)算功率時留有余地，選用電機(jī)功率備用系數(shù)為1.10～1.30。

4.1 原始參數(shù)的確定

4.2 阻力計(jì)算

（1）附加阻力F_N。加料段、加速段輸送物料和輸送帶間的慣性阻力及摩擦阻力：

4.3 圓周力凡

4.4 輸送機(jī)所需的運(yùn)行功率

4.5 輸送帶張力計(jì)算

4.6 輸送帶強(qiáng)度校核

5 深槽帶式輸送機(jī)應(yīng)用效果

通用帶式輸送機(jī)一般只適用于傾角為18“的輸送線路，因此在提升高度較大時，必須用較長的輸送機(jī)，這樣，不僅增加了設(shè)備的投資，要求設(shè)備具有更大的空間，同時也增加了土建的投資。采用大傾角深槽型帶式輸送機(jī)可在較大的傾角下輸送物料。以山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦主斜井提升帶式輸送機(jī)系統(tǒng)為例，提升高度246m，井下機(jī)長582m，提升傾角25“。若采用傾角為18。的通用帶式輸送機(jī)，則井下機(jī)長需達(dá)到796ma采用深槽帶式輸送機(jī)縮短機(jī)長和斜井巷道長度214m，按1m巷道的建井費(fèi)用為1萬元，礦建投資估計(jì)可節(jié)省214萬元，帶式輸送機(jī)的設(shè)備費(fèi)用可減少近10萬元;另一方面，采用大傾角深槽型帶式輸送機(jī)輸送物料，按Q=600t/h計(jì)算，輸送能力是現(xiàn)有輸送物料方式的4倍，運(yùn)行成本也大為降低，每年可增效、節(jié)約資金上千萬元。

深槽帶式輸送機(jī)與其他形式的大傾角帶式輸送機(jī)相比，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠;可以對需要增加運(yùn)輸量的輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，特別適用于傾角達(dá)28～35°的輸送系統(tǒng)。

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收稿日期;2019-10-14

作者簡介：李新宇（1978-），男，高級工程師，主要從事礦山、建材、港口、煤礦、鋼鐵等行業(yè)帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)及托輥部件研究。