小纪汗煤矿主斜井临时带式输送机设计相关问题的研究(全文)

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摘要：本文针对小纪汗煤矿主斜井临时带式输送机设计过程中存在的问题进行了总结分析，目前小纪汗煤矿主斜井临时带式输送机已投入使用，运行状况表明达到了设计预期效果。

Abstract:This paper aimed at the design processing problem of Temporary belt conveyor in the Xiaojihan coal mine are analyzed and summed up. For the time being,the high inclination-angle belt-conveyor has finished debugging and brought into action in the main inclined well of the Xiaojihan coal mine,the operation status states the design has received intended effect.

关键词: 带式输送机设计；CST；理论计算；设计创新

Keywords:Belt conveyor；CST；Theoretical；Innovative design

中图分类号：TM7文献标识码： A

0 引言

小纪汗煤矿矿建工程进入二期施工，进风立井提升能力远远小于井下掘进矸石量，而副斜井尚未贯通，主斜井永久提升不具备全部安装条件，严重制约矿井的建设。为解决这一难题，井筒内先期铺设临时带式输送机承担井下煤炭提升任务。临时主斜井的提升能力600t/h，垂直提升高度314米。

1 临时带式输送机方案的原始参数、矿井地质条件及初步确定技术参数

(1) 运输量，根据建二期工作面装备及采煤工艺，设计确定主斜井临时带式输送机运量600 t/h；

(2) 物料的性质：原煤粒度为0~300mm，堆积密度0.9×103/m3，动堆积角取15°，静堆积角取40°，环境温度5~35°等；

（3）工作环境：位于主斜井井筒内，潮湿、多尘、局部顶板淋水量大；

（4）卸料方式：机头卸载滚筒卸料；

（5）装置布置形式，需设逆止器。

2 带式输送机运输能力和输送带宽度计算

2.1输送带上最大的物料横截面积

为保证正常运输送条件下不撒料，面积计算按式(2．1)计算。

（2.1）

2.2输送带带宽带速确定

输送机的运输能力与输送机的带宽和带速成正比，运输能力一定时，带宽与带速成反比。考虑到本矿井主斜井带式输送机运输量较大，且提升高度较高，结合目前国内胶带制造水平，并最大限度降低主斜井带式输送机带强，根据运量600t/h、倾角14o初步确定该主斜井带式输送机速度不大于4.5m/s，带宽为B=1400mm。

在带宽、运量确定后，由式(2.2)核算带速：

V=Q/3.6S・k・ρ(2.2)

综上所述，本矿井主斜井带式输送机的设计条件及参数为：

运量Q=600t/h，带宽B=1400mm，带速V=4.0m/s，倾角α=14°，机长L=1297m，提升高度H=314m。

3 驱动力及所需功率计算

3.1园周驱动力计算

输送机的主要阻力FU是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式(3.1)计算：

FU=CfLg [qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]+Fs1+Fs2+qGHg(3.1)

3.2主要特种阻力计算

主要特种阻力FS1包括托辊前倾的摩擦阻力Fg和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力Fgl两部分，按式(3.2)计算：

FS1=Fg+Fgl(3.2)

Fg按式(3.3)计算：

个等长辊子的前倾上托辊时

（3.3）

3.3附加特种阻力计算

附加特种阻力层：包括输送带清扫器摩擦阻力E和卸料器摩擦阻力C等部分，按式(3.5)计算：

Fs2=n3・Fr+Fa(3.5)

3.4倾斜阻力计算

倾斜阻力Fst按式(3.6)计算

Fst=qG・g・H (3.6)

3.5传动功率及电动机功率计算

经计算：FU=CfLg [qRO+qRU+(2qB+qG)cosδ]+Fs1+Fs2+qGHg=292075.16N。

计算得电机功率为N=1238kW，根据电动机参数取N=1400kW。选用南阳防爆电动机YB710M2-4型号产品。

确定采用头部单滚筒单电机驱动，计算带强为ST1800N/mm阻燃钢绳芯胶带，安全系数为7.3。

4驱动方式的选择

CST驱动系统实现了机-电-液一体化，是集减速、离合、调速于一体的机械软起动传动装置。从经济及使用角度看，变频驱动系统和CST软起动系统性能、价格基本相当，但是如果计入土建工程投资和由于变频产品更新换代所带来的额外投资，CST系统总投资相对较低。

综上所述，设计推荐选用10KV防爆鼠笼电动机+CST软起动系统作为主斜井临时带式输送机的驱动系统。CST选用葆德电气公司1950KS型号产品。

5 逆止器的选用：

本矿井主斜井带式输送机为倾斜运输，运行停止时产生很大的下滑力，设计在传动滚筒上装设1台逆止器，

传动滚筒上需要的逆止力按式（5.1）计算：

FL=FST-0.012g(L(qRO+qRU+2qB))= 239433.6 N（5.1）

作用于传动滚筒轴上的逆止力矩为：

ML'= FLxD/2/1000/1000= 239.4336kNm

选取逆止器额定逆止力矩 3300000Nm 安全系数 1.7652644

逆止器型号DSN330，逆止力矩为330kNm；用作防逆转安全制动。

6 主斜井带式输送机拉紧装置

主斜井带式输送机的张紧采用尾部自控液压拉紧装置。自控液压拉紧装置能使启动拉紧力和正常运行拉紧力根据带式输送机张力的需要任意调节，保证带式输送机启动、停车及正常运行时的张力调节要求，为带式输送机的安全运行提供保障。自控液压拉紧装置型号为ZYG500-02-450，实际拉紧力450000N。

7 结语

小纪汗煤矿主斜井临时提升系统采用永临结合方式。即主斜井中间部采用主井永久提升设备安装，利用大巷输送机的驱动部、配电设备与其形成完整的提升系统。它的成功应用对提高小纪汗煤矿建设资金投资效益，缩短煤矿整体建设工期具有重要意义。

参考文献

[1]中国煤炭建设协会，（GB50431-2008）带式输送机工程设计规范[S].2008.6

[2]康宏. 矿井皮带运输机故障分析与处理. 合肥：安徽科技，2005, (5):11~ 14

小纪汗煤矿主斜井临时带式输送机设计相关问题的研究

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