DSJ-120/150/2X400综采运顺皮带机机尾设计改造及应用
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【摘要】通过dsj-120/150/2x400皮带机机尾设计改造，提高了机尾架的结构强度；延长了机尾架的使用寿命；减少了机械事故的发生，确保了安全生产。而且，降低了设备采购成本，减少了皮带维修费用，取得了很好的经济效益。
【关键词】煤矿；皮带机；改造；应用；经济效益
0.引言
铁煤集团大平矿井田属于侏罗纪上统，层位相当于阜新沙海组，构造相对简单，自然地质条件较差，属高应力、极软岩、强膨胀岩系。矿井为高产高效矿井，核定生产能力405万吨，采用单工作面放顶煤开采，月生产原煤平均35万吨以上。现生产水平为-535m,属深井开采，随着采掘深度的增加，深部软岩巷道的非线性大变形现象越来越普遍、越来越严重，由于软岩具有怕风、怕水、怕震动的特征，具有较强的膨胀性和流变性，因而巷道来压周期短，底板膨胀鼓起，拱顶下沉，两帮收敛，造成巷道变形严重，巷道维修工作量大，同时井下设备磨损变形严重，因此对设备结构及强度要求高。现开采N1S3工作面长度280米，运回两顺走向长度2400余米，开采周期二年。
由于大平矿矿井巷道压力大，特别是当综采面回采后期，两顺巷道压力更大。这样，综采面运顺所使用的皮带机机尾如按机电总厂原设计的结构形式就会变形严重，维护工作量大，使用过程中，无论是转载机在机尾轨道上行走，还是机尾前移，操作困难，既增加了工人的劳动强度，还会影响综采面正常生产。
针对上述情况，根据以往皮带机使用经验，并结合矿井现有材料，经井下现场实际观测和技术人员不断修改改造方案，最终自行设计并制作了适合本矿井下使用条件的DSJ-120/150/2X400皮带机机尾。
通过井下半年多使用，改造后的皮带机机尾工作稳定，刚性好、适应性性强，满足各项技术指标。由于此皮带机机尾为我矿自行设计加工，为矿节省了大量采购费用；与改造前使用过的同型号机尾比较，经统计故障率降低80%，维修费用降低50%。因此，此项技术改造既保证了综采正常生产，又为矿创造了可观的经济效益。
1.机尾架受力分析
机尾框架变形呈菱形态，且底板呈中间高两端低的弧形状。由左底座、右底座、尾横梁、托辊梁及地封板组成的机尾架，受某种复合力的作用后，呈菱形态，尾横梁、托辊梁被迫屈曲变形；因底鼓产生向上的作用力及机尾本身向下重力的作用，底板产生中间凸起的弧形。左底座与右底座在前后方向上产生相对位移，从而机尾滚筒位置前后倾斜，皮带机工作时，皮带机两端张紧力不均，造成皮带跑偏。同时还发现机尾滚筒上的可调螺栓有的被剪断，有的因为松动而拉弯损伤，皮带聚集在机尾滚筒的一端，进而皮带卡死在机尾架与滚筒之间，沿皮带卡子处开裂。在机尾架上一个明显的力，就是作用在机尾滚筒上的皮带张力。大张力点与小张力点力差值，就是作用在机尾滚筒轴上的力。
2.改造后机尾架的特征
2.1机尾滚筒架与前节架连接方式改进
改造前机尾节与前节架间采用螺栓固定连接（图一A点所示），当巷道底
图1
板来压底鼓时，不及时拉底，容易造成尾架底板变形，皮带跑偏。改造后机尾节
与前节架间采用销轴连接（图二 C点所示），机尾节可自由转动，此结构可适应不严重的底鼓条件，适应性更强，减少巷道底板拉底次数，保证了皮带正常运行。
2.2机尾前节架轨道支腿形式改进
皮带机轨道支腿由原来14#槽钢及δ12钢板焊接的结构件（图一B点所示），改为32#工字钢焊δ20钢板的形式，每节放六条支腿，缩短了支腿间距，减小了轨道变形，保证轨道尺寸，确保转载机小车正常行走。
2.3加强机尾架左、右底座、支腿连接梁及底封板
图2
改造后的机尾底封板由原设计δ12钢板改为δ30钢板；机尾架左、右底座、支腿连接梁由原来的4寸钢管改为36U钢并和底封板焊接加固（图二 D点所示）。改造后的底封板抗弯模量增加了近7倍，以防因底鼓或巷道放炮后底封板变形，影响机尾轨道尺寸。
2.4加固机尾转载机轨道
机尾轨道上焊接了δ30钢板条（图二 E点所示），增加轨道强度，减小轨道变形，保证转载机小车正常行走。
2.5加设皮带自动调偏棍
在机尾底封板两侧加设自动调偏立辊6套（图二 F点所示），对运行中的皮带进行自动调偏处理，保证皮带机正常运行。
综上，通过机尾滚筒架与前节架连接方式改进，使皮带机尾对巷道底板适应性更强；增加支腿、底封板、连接梁强度，使机尾架的整体强度提高，更增加了结构的稳定性。
3.经济效益分析
3.1设备成本低
该皮带机机尾共6节，长15米，重约15吨。机尾制作过程中，我们本着“修旧利废，就地取材”的原则，尽量利用矿里废旧材料和现成材料，经测算，使用材料费用约4万元，人工费用1万元，机尾制作费用合计5万元。如外购同等型式机尾，设备费用按每吨钢材1万元计，预计设备采购费15万元。因此，自制加工可节省资金10万元。这样，不但为我矿降低了生产成本，又利用了废旧材料，为矿节约了材料成本。
3.2降低事故率，节省维修费用
皮带机尾经改造后，不但提高了自身强度并增设了皮带跑偏装置。这样，在设备运行时，有效避免了因机尾架变形而导致机尾滚筒倾斜、皮带跑偏磨损等现象，不但增加了皮带使用寿命，减少材料投入，而且降低了设备运行的事故率近80%。据此，按以往经验估算，皮带机使用过程中，年可节省皮带维修材料、配件费用2万元。
综上，N1S3运顺皮带机机尾改造项目年可节约资金12万元，并可减少设备使用过程中维护量，降低工人劳动强度，保证工作面回采正常生产。
4.结论
通过对DSJ-120/150/2X400皮带机机尾结构上的改造，提高了机尾架的结构强度；通过半年多使用情况看，该皮带机尾完全可以满足新工作面2年开采期的要求，延长了机尾架的使用寿命；减少了机械事故的发生，确保了安全生产。同时年可节约成本十万余元。因此，可以得出结论：DSJ-120/150/2X400皮带机机尾改造，技术上可行，经济效益可观。该项技术值得与大平矿地质条件相近矿井借鉴。[科]