深井波狀擋邊垂直提升輸送機(jī)應(yīng)用和設(shè)計(jì)

趙飛云，曹彥斌，于春麗，顏振宇，王兆凱

(衡陽運(yùn)輸機(jī)械有限公司，湖南 衡陽 422002)

1 工程項(xiàng)目概況

該工程位于廣東省佛山市順德區(qū)勒流街道，采用地下隧道雙線并排方式輸水工程，設(shè)計(jì)輸水流量為80 m3/s，長(zhǎng)約7.54 km隧洞區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，采用雙隧道盾構(gòu)機(jī)連接隧道連續(xù)輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載輸送機(jī)、垂直提升輸送機(jī)方式出渣。LG06#工作井見圖1。LG06#垂直提升機(jī)的設(shè)計(jì)主要參數(shù)見表1。

圖1 LG06#工作井

表1 LG06#技術(shù)參數(shù)

2 輸送機(jī)的布置

根據(jù)工程的實(shí)際工作環(huán)境，左右路隧洞連續(xù)膠帶機(jī)處于提升膠帶機(jī)的正左側(cè)，將渣土運(yùn)至隧道洞口，再卸到與至垂直相交的水平轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)上，物料通過水平轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)將渣土轉(zhuǎn)運(yùn)到垂直提升機(jī)上，提升機(jī)的尾部接轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)的出渣物料，垂直提升機(jī)采用“S”形布置，包括井上水平段、井下水平段、垂直段。井上、下水平段通過凸凹弧段機(jī)架連接，以實(shí)現(xiàn)波狀擋邊垂直提升輸送帶圓滑過渡，頭部卸渣至工作井外渣土坑。整個(gè)輸渣過程由連續(xù)膠帶機(jī)+轉(zhuǎn)載膠帶機(jī)+垂直提升機(jī)。如圖2所示。

圖2 深井提升膠帶機(jī)布置方式

3 深井提升膠帶機(jī)的主要部件構(gòu)造方式

3.1 驅(qū)動(dòng)、滾筒和托輥

為保證垂直提升膠帶機(jī)的啟制動(dòng)過程平穩(wěn)、可控，本機(jī)采用變頻調(diào)速軟啟制動(dòng)裝置，控制膠帶機(jī)按理想的啟制動(dòng)曲線啟動(dòng)和制動(dòng)；減速器(帶風(fēng)扇+逆止器)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在頭部，采用單點(diǎn)浮動(dòng)支撐。傳動(dòng)滾筒采用陶瓷包膠，增大滾筒表面摩擦力，防上膠帶沾水后打滑,其它滾筒與通用膠帶機(jī)滾筒一致采用光面；托輥按靜、動(dòng)載荷及壽命計(jì)算，直徑選用D133 mm,平行托輥組，回程膠帶面采用復(fù)式下托輥組，有效地保護(hù)好膠帶，雙側(cè)設(shè)置上下?lián)踺仯行У姆乐鼓z帶跑偏。

3.2 尾部結(jié)構(gòu)

垂直提升膠帶機(jī)的尾部處于工作井底，尾部機(jī)架落在尾部平臺(tái)上，平臺(tái)設(shè)雙側(cè)走道、欄桿，以便于工作人員檢修與巡視。垂直提升機(jī)采用尾部螺旋拉緊裝置方式張緊, 物料經(jīng)導(dǎo)料槽落到垂直提升機(jī)下水平段上，導(dǎo)料槽正下方布置緩沖托輥組，垂直提升機(jī)下水平段與垂直段之間采通過與凹弧段機(jī)架連接，膠帶通過機(jī)架上的二組改向壓帶輪后成垂直提升，回程段通過一組改向滾筒后成垂直提升。防止積水與物渣倒流，尾輪前膠帶非工作面設(shè)一道空段高分子清掃器，以保證膠帶干凈整潔，延長(zhǎng)膠帶使用壽命。如圖3所示。

圖3 尾部結(jié)構(gòu)

3.3 垂直段結(jié)構(gòu)

垂直段采用鋼制機(jī)護(hù)罩密封，每3 m設(shè)一組支架固定井壁上；護(hù)罩每6 m設(shè)一檢修平臺(tái)，二側(cè)開檢視門，門內(nèi)設(shè)有復(fù)合式夾帶輥，防止垂直膠帶晃動(dòng)，在護(hù)罩的正面設(shè)有帶護(hù)籠式垂直爬梯，既實(shí)現(xiàn)垂直段各平臺(tái)互通，又可防水、防塵、防掉渣，安全可靠。如圖4所示。

圖4 垂直段結(jié)構(gòu)

3.4 頭部與清掃裝置

垂直提升機(jī)頭部位于工作井洞外地面頭部平臺(tái)上，頭部平臺(tái)設(shè)有雙側(cè)走道及保護(hù)欄桿；膠帶機(jī)雙側(cè)安裝擋水板；機(jī)架上安裝防雨罩，上水平段與垂直段之間通過凸弧段機(jī)架連接，膠帶通過7組小改向滾筒圓弧過渡，頭輪延伸至渣土坑上方經(jīng)頭部漏斗內(nèi)卸料。為徹底清除膠帶機(jī)上的殘留物料，保護(hù)好膠帶，托輥、滾筒等設(shè)備，在上水平回程段設(shè)有3組高壓多角度噴水清掃器，2組振動(dòng)清掃器，1組空段清掃器，平臺(tái)上方安裝了V形接水板，殘留物料經(jīng)高壓沖刷、振動(dòng)、多次沖刷清掃下來的物料掉落于接水板上，流向渣土坑內(nèi)。有效地達(dá)到了防塵、防水、防污染效果，保護(hù)工作周邊的環(huán)境。如圖5所示。

圖5 頭部與清掃裝置

3.5 輸送帶

波狀擋邊輸送帶是由基帶、波狀擋邊和橫隔板組成，波狀擋邊粘接在基帶的兩側(cè)，橫隔板按一定間距粘接在兩側(cè)擋邊之間。基帶是平形帶，帶體比普通帶具有更大的橫向剛度。兩側(cè)擋邊為波狀，當(dāng)輸送帶繞過滾筒或過渡段時(shí)，擋邊上部可以自由伸展或壓縮，從而實(shí)現(xiàn)大傾角輸送[1～3]。此項(xiàng)目應(yīng)用的輸送帶擋邊為“S”型擋邊，基帶為ST1600(8+6), 擋邊高300 mm 橫隔板長(zhǎng)度640 mm, 隔板高280 mm隔板間距317.5 mm,空邊205 mm橫隔板 為“TCS”型。如圖6所示。

圖6 輸送帶示意

3.6 電氣及安全保護(hù)裝置

安全保護(hù)裝置是在輸送機(jī)工作中出現(xiàn)故障能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警的設(shè)備，正常運(yùn)行，防預(yù)機(jī)械部分的損壞，保護(hù)操作人員的安全，便于集中控制和提高自動(dòng)化水平[4]，本機(jī)頭部、尾部增加了膠帶跑偏監(jiān)測(cè)裝置；當(dāng)跑偏監(jiān)測(cè)裝置動(dòng)作時(shí)，能及時(shí)發(fā)出信號(hào)并報(bào)警、停機(jī)；膠帶機(jī)運(yùn)行中設(shè)置了聲光報(bào)警裝置，警視工作當(dāng)中人群勿靠近；膠帶機(jī)雙側(cè)布置了雙向拉繩開關(guān)；增高膠帶防撕裂開關(guān)；此項(xiàng)目跟隧洞盾構(gòu)機(jī)、連續(xù)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、垂直提升機(jī)同步進(jìn)行工作，特在盾構(gòu)機(jī)主控制室內(nèi)配置1臺(tái)操作箱，箱內(nèi)裝配有1臺(tái)10寸工業(yè)級(jí)觸摸屏，整個(gè)工作系統(tǒng)就能在主控制室內(nèi)操作起停；監(jiān)視膠帶機(jī)正常運(yùn)行狀況，能達(dá)到全線集中智能遠(yuǎn)程、聯(lián)鎖可控。

4 結(jié)語

垂直提升輸送機(jī)吸收了斗式提升機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、普通帶式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，克服了上述機(jī)型的缺點(diǎn)，可在0～90°范圍內(nèi)傾斜輸送物料，大大節(jié)省占地面積[2]，在隧道施工出渣運(yùn)輸系統(tǒng)中具有顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；減少了隧道出渣時(shí)多次轉(zhuǎn)載對(duì)環(huán)境污染。該工程是中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)公司旗下的水電八局施工總承包,經(jīng)各方專家通過參觀評(píng)審一致通過,此機(jī)已經(jīng)在工地上帶載運(yùn)行(圖7)，配合盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率、大大縮短了整個(gè)工程工期。保障了隧道建設(shè)工程快速、高效、安全、環(huán)保。它將成為超深井盾構(gòu)施工輸送機(jī)出渣系統(tǒng)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

圖7 現(xiàn)場(chǎng)垂直提升輸送機(jī)帶載正式運(yùn)行