非煤礦用刮板輸送設(shè)備設(shè)計(jì)選型探討

李英 閆躍

摘 要：鋁土礦石物料致密堅(jiān)硬，屬于一水硬鋁石，礦層頂?shù)装宥酁檎惩翈r，遇水后膨脹，且粘性較強(qiáng)，要求輸送設(shè)備的關(guān)鍵零部件耐磨性高。針對(duì)這種情況，本文確定了非煤礦用工作面刮板輸設(shè)備選型的基本原則，及輸送設(shè)備關(guān)鍵零部件的改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：非煤礦；刮板輸送設(shè)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(zhǎng)度120～140m，走向長(zhǎng)度1200m左右。

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

底板為軟弱巖組，支架比壓較大時(shí)，易出現(xiàn)穿底現(xiàn)象，礦層頂?shù)装宥酁檎惩翈r，遇水后膨脹，且粘性較強(qiáng)。

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(xué)成分：AL2O3 平均65%，SiO2平均10%，F(xiàn)e2O3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(shè)備的設(shè)計(jì)選型

1）采煤機(jī)正常產(chǎn)能計(jì)算Q采：

Q采max=60×T×V×H×γ

T——采煤機(jī)截深（0.6m），

V——采煤機(jī)運(yùn)行速度（2.5m/s），

H——采煤機(jī)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(jī)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(chǎn)能力計(jì)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(shí)間（取14h）。

礦井工作制度為，兩班生產(chǎn)，一班檢修，每班工作時(shí)間8h

K——采煤機(jī)開機(jī)率（K=0.6），

Q年= Q采×D×T

=800×300×14×0.6≥100萬噸/年

滿足年產(chǎn)設(shè)計(jì)要求。

3）工作面輸送設(shè)備選型：

基本原則：

刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)不低于采煤機(jī)的最大割煤能力，故刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力為：

Qq≥Q采≥800t/h。

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

4）輸送設(shè)備中部槽截面面積計(jì)算：

Qq=3600×A×V×γ，

A= Qq/3600×V×γ，

Qq—刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力t/h，

V—輸送機(jī)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(jī)理論最大截面積A如下圖所示

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

5）輸送設(shè)備滿載功率計(jì)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(shí)際消耗總功率：P總=1.05P。

輸送設(shè)備的選型方案

方案：

輸送機(jī)：SGZ764/2×375 轉(zhuǎn)載機(jī)：SZZ764/375。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備的通用性較高，設(shè)備的整體適應(yīng)性較強(qiáng)，在整個(gè)使用過程中，不會(huì)出現(xiàn)因物料片幫、垮落等產(chǎn)生的壓死現(xiàn)象，與采煤機(jī)的配套簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)物料分布較厚的區(qū)域的開采。

缺點(diǎn)：根據(jù)大竹園鋁土礦一采區(qū)地質(zhì)條件，鋁土礦石能否出現(xiàn)煤炭一樣的片幫、垮落等現(xiàn)象，現(xiàn)不能肯定，如沒有，則造成設(shè)備能源的浪費(fèi)。

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(xiàn)象造成的采礦影響，故方案二選型比較合理。

3 輸送設(shè)備關(guān)鍵零部件的改進(jìn)

1）輸送設(shè)備磨損問題的改進(jìn)。

a）中部槽中板、底板采用耐磨強(qiáng)度更高的進(jìn)口板材。

b）通過改變熱處理工藝，增加設(shè)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(jī)機(jī)頭卸載方式，端卸改為側(cè)卸，減少物料進(jìn)入機(jī)頭鏈輪軸組部位。

e）改變機(jī)頭、尾鏈輪護(hù)板處結(jié)構(gòu)，使物料進(jìn)入機(jī)頭鏈輪軸組前直接進(jìn)入下鏈道。

f）下鏈道過渡槽下底板處增設(shè)漏料口。

2）輸送設(shè)備與采機(jī)之間配合結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

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(jī)之間使用騎槽幫結(jié)構(gòu)。

c）加大采煤機(jī)牽引輪節(jié)距適應(yīng)范圍。

3）輸送設(shè)備使用方面改進(jìn)。

a）設(shè)備停機(jī)前，因增加輸送設(shè)備的空轉(zhuǎn)時(shí)間，盡量使輸送機(jī)上鏈道無物料存在，減小下次啟動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。

b）增加設(shè)備關(guān)鍵部件的維護(hù)次數(shù)。

c）增加設(shè)備易損部件的更換次數(shù)。

4 結(jié)語

通過上述分析，非煤礦使用的設(shè)備應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

1）工作面整體較短。整個(gè)工作面長(zhǎng)度控制在 100～150m之間。

2）整機(jī)功率較大。整機(jī)功率增大1.5 ～2倍。

3）鏈條規(guī)格較大。在同型號(hào)產(chǎn)品正常配置的基礎(chǔ)上增加一個(gè)規(guī)格。

4）整機(jī)的個(gè)性化設(shè)計(jì)較為突出。