拱形巷道帶式輸送機(jī)無基礎(chǔ)安裝技術(shù)初探

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，近年來我國(guó)煤礦生產(chǎn)逐漸機(jī)械化，其中應(yīng)用較為廣泛的就是煤礦帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)又稱為膠帶輸送機(jī)，在煤礦生產(chǎn)過程中起著重要作用，它以物料與傳送帶之間的摩擦力為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸功能。本文以帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成為基礎(chǔ)，結(jié)合煤礦拱形巷道的特點(diǎn)，使用帶式傳送機(jī)安裝技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于煤礦拱形巷道的帶式輸送機(jī)安裝系統(tǒng)，大大優(yōu)化了帶式輸送機(jī)的安裝過程，提高了工作效率和安全性，減少了人力和物力的消耗，能夠給煤礦相關(guān)工作提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);煤礦拱形巷道;安裝;安全性

0 引言

煤礦生產(chǎn)機(jī)械化水平的提高推動(dòng)了帶式傳送機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前來說帶式傳送機(jī)多應(yīng)用于露天煤礦工作、井下巷道煤礦工作和煤礦生產(chǎn)的運(yùn)輸中，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行水平運(yùn)輸和傾斜運(yùn)輸，具有運(yùn)輸量較大，能夠進(jìn)行連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)輸較快，運(yùn)輸效率高等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)的安裝首先需要預(yù)埋地腳螺栓，以對(duì)應(yīng)帶式輸送機(jī)機(jī)座的安裝孔，然后通過螺母將兩者固定。這種安裝較為復(fù)雜，缺點(diǎn)較多，安裝花費(fèi)的時(shí)間、人力、物力較大。為了提高帶式輸送機(jī)的安裝效率，節(jié)約成本，需要對(duì)其安裝過程進(jìn)行研究，本文針對(duì)煤礦拱形巷道帶式輸送機(jī)的安裝問題提出一種無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，大大改進(jìn)了安裝過程，簡(jiǎn)化了安裝流程，提高了安裝效率。

1 帶式傳送機(jī)無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)概述

1.1 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般主要考慮幾個(gè)方面的因素：輸送長(zhǎng)度、輸送機(jī)安裝傾角、輸送能力、輸送物料堆積容量、輸送物料堆積角、輸送物料平均塊度、輸送物料最大塊度。另外，設(shè)計(jì)時(shí)還需要參考帶式輸送機(jī)的實(shí)際工作環(huán)境、給料點(diǎn)的具體位置、輸送機(jī)的實(shí)際工作強(qiáng)度、物料裝卸方式等。

設(shè)計(jì)過程主要包括以下幾個(gè)步驟：

①以煤礦生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)確定帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸量Q，公式為：Q=1.25×（Q×104）/（300×4），其中，Q：設(shè)計(jì)運(yùn)輸量;Q：煤礦生產(chǎn)能力;

②確定帶式輸送機(jī)的工作帶速V，一般設(shè)計(jì)范圍在1.25到3.15之間;

③確定輸送機(jī)帶寬B，計(jì)算公式為：B=[Q/K×γ×V×

Cst]0.5，其中，K：裝料斷面系數(shù);Cst：輸送機(jī)傾斜系數(shù);γ：輸送物料堆積容量。計(jì)算后需要對(duì)照MT414中的帶寬標(biāo)準(zhǔn)值，如果不符合規(guī)定，需要進(jìn)行修改;

④驗(yàn)算帶寬的合格性。對(duì)于沒有經(jīng)過篩分處理的散裝物料來說帶寬應(yīng)滿足B≥2Xmax+0.2;對(duì)于經(jīng)過篩分處理的散裝物料來說帶寬應(yīng)滿足B≥3Xm+0.2。其中，Xmax：輸送物料的最大塊度;Xm：輸送物料的平均塊度;

⑤計(jì)算輸送機(jī)的實(shí)際輸送能力Qn，公式為：Qn=3600×

Amax×V×Cst，其中，Amax：最大裝料斷面面積;

⑥確定托輥型號(hào)。托輥的選型需要參考帶寬、帶速、動(dòng)靜載荷等數(shù)據(jù)，計(jì)算完成之后需要對(duì)比靜載荷和動(dòng)載荷數(shù)值，以數(shù)值較大的載荷為依據(jù)選擇托輥。

設(shè)計(jì)完成后需要計(jì)算帶式輸送機(jī)的張力以及進(jìn)行強(qiáng)度校核。為了保證輸送機(jī)的正常工作，輸送帶的最小張力需要滿足兩個(gè)條件：第一是傳動(dòng)滾筒能夠傳遞足夠大的圓周力，以避免輸送帶打滑;第二是需要嚴(yán)格控制托輥之間輸送帶的下垂度，一般來說允許的垂直度在2%以內(nèi)。

1.2 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)安裝組成

根據(jù)上述設(shè)計(jì)過程，本文設(shè)計(jì)了如圖2所示的無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，主要包括卸載部、主驅(qū)動(dòng)部、副驅(qū)動(dòng)部、張緊裝置、卷帶裝置及機(jī)尾部，其中帶式輸送機(jī)的型號(hào)是DSJ140/300/3×630，具有可伸縮的特點(diǎn)，能夠滿足工作要求。參考設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)該裝置各個(gè)部分進(jìn)行受力分析并進(jìn)行計(jì)算，得出卸載部分受力最大。

1.3 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)利用了液壓支柱，使用液壓支柱能夠增大工作時(shí)輸送機(jī)底座的正壓力，以達(dá)到增大與地面之間摩擦阻力的目的，這樣就能夠有效避免工作過程中設(shè)備因受力發(fā)生位移。

根據(jù)帶式輸送機(jī)的受力計(jì)算結(jié)果，可以分為五組無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)，每組包括底座和液壓支柱。五組系統(tǒng)的分布情況為：4組的液壓支柱安裝在輸送機(jī)兩側(cè)，兩個(gè)小油缸能夠?qū)χе较蜻M(jìn)行調(diào)節(jié)，兩個(gè)大油缸能夠提供一定的支持力。工作過程中，將帶式輸送機(jī)的支架固定在無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)底座上，輸送機(jī)底座通過銷軸與液壓支柱底部連接，將液壓支柱頂部與巷道頂部固定連接在一起。這樣大油缸工作時(shí)就能夠增大安裝系統(tǒng)底座與地面的摩擦阻力，將帶式輸送機(jī)固定在地面上。如圖3所示是無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。

1.4 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的特點(diǎn)

無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)安裝方式有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①液壓支柱通過無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)底座與帶式輸送機(jī)支架固聯(lián)在一起，能夠避免兩者發(fā)生相對(duì)位移;

②由于輸送機(jī)中心線與搭接硐室中心線存在著400mm的偏差，所以需要將兩側(cè)液壓支柱的高度設(shè)計(jì)為不同值以保證受力平衡，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性;

③由于工作環(huán)境的影響，液壓支柱在工作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)、位移等情況，無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)支柱頂部設(shè)計(jì)了防滑裝置，能有效避免液壓支柱的移動(dòng);

④根據(jù)受力分析和計(jì)算結(jié)果調(diào)整液壓支柱的位置和安裝角度，使液壓支柱工作位置達(dá)到最佳;

⑤液壓系統(tǒng)具有較高的安全性，能夠通過手動(dòng)閥控制液壓系統(tǒng);

⑥在系統(tǒng)中安裝壓力表，隨時(shí)監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)壓強(qiáng)，出現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，可以保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。

2 帶式傳送機(jī)無基礎(chǔ)安裝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 固定帶式輸送機(jī)

由于傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的安裝過程較為復(fù)雜，需要消耗大量的人力物力，使用帶式輸送機(jī)無基礎(chǔ)安裝技術(shù)省去了繪制安裝基礎(chǔ)圖紙、預(yù)埋地腳螺栓和螺帽固定等安裝環(huán)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了安裝流程、減少了成本的投入、提高了安裝效率。帶式輸送機(jī)無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的安裝過程主要包括以下幾個(gè)部分：

①將無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)移動(dòng)至預(yù)定位置，并連接固定住輸送機(jī)支架;

②調(diào)節(jié)液壓閥使小油缸工作，控制液壓支柱的方向;

③調(diào)節(jié)液壓閥使液壓支柱頂住頂板，在調(diào)節(jié)液壓支柱的過程中需要時(shí)刻注意壓力表的示數(shù)，控制油缸內(nèi)部壓強(qiáng)到達(dá)指定值。工作時(shí)如出現(xiàn)泄壓情況需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓，保證系統(tǒng)的正常工作。

2.2 無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的布置

以帶式輸送機(jī)的受力情況與計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)確定無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)在機(jī)頭部的安裝位置，受力情況如下表所示：

由上表可知，卸載部所受力最大，為582kN，其次是副驅(qū)動(dòng)部，為245kN。為了最大限度使每組液壓支柱受力降到最低，在設(shè)計(jì)時(shí)將主驅(qū)動(dòng)部、卸載部與副驅(qū)動(dòng)部的座體進(jìn)行連接固定，如圖4所示。通過計(jì)算分析該整體的受力情況，最后受力結(jié)果為344.8kN，為了使無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)正常工作，選定直徑為180mm的大液壓缸活塞。計(jì)算得到系統(tǒng)受到的最大壓力使17.16MPa，符合泵站規(guī)定的15-20MPa的范圍。

對(duì)整體進(jìn)行受力分析后確定卸載部液壓支柱角度為105度，張緊裝置部液壓支柱角度為75度，除此之外其他的液壓支柱角度都是90度。

2.3 無基礎(chǔ)安裝技術(shù)在拱形巷道中的應(yīng)用

由于煤礦拱形巷道頂板不平整，在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)工作的實(shí)際環(huán)境在液壓支柱上端也設(shè)計(jì)了座體，以實(shí)現(xiàn)液壓支柱與巷道頂板的固定連接。液壓支柱上端座體主要包括上板、立板和下板，具體如圖6所示。設(shè)計(jì)時(shí)，上板走向與巷道頂板走向相近，方便兩者連接;下板連接液壓支柱并與其垂直;立板與上下板連接并于兩者垂直。

液壓支柱上端座體打有直徑為30mm的盲孔，在盲孔里面安裝有長(zhǎng)度不一的圓柱體。在工作過程中，當(dāng)座體接觸到巷道頂板后，隨著液壓支柱的繼續(xù)增高，盲孔內(nèi)一部分較長(zhǎng)的圓柱體就能插入頂板，達(dá)到固定效果，避免座體發(fā)生位移，實(shí)現(xiàn)定位。液壓支柱再繼續(xù)增高，較短的圓柱體也會(huì)插入巷道頂板中，能夠避免座體沿拱形巷道向中線方向移動(dòng)，大大提高了無基礎(chǔ)安裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文提出的煤礦拱形巷道帶式輸送機(jī)無基礎(chǔ)安裝技術(shù)能夠有效解決帶式輸送機(jī)安裝過程復(fù)雜、成本投入大的問題，提高了安裝過程中的穩(wěn)定性和安全性，通過機(jī)械化實(shí)現(xiàn)了煤礦設(shè)備的快速安裝，促進(jìn)了煤礦技術(shù)的機(jī)械化、自動(dòng)化，為相關(guān)工作提供了一個(gè)可供參考的思路。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉小明，張杰文.煤礦拱形巷道帶式輸送機(jī)無基礎(chǔ)安裝技術(shù)初探[J].神華科技，2018，16（06）：18-20.

作者簡(jiǎn)介：

黨正偉（1974- ），男，漢族，山西忻州保德人，機(jī)電工程師，大同煤礦集團(tuán)軒崗煤電公司焦家寨礦機(jī)電礦長(zhǎng)。研究方向：煤礦機(jī)電管理、煤礦機(jī)械與供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。