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1、胶带输送机传动与运行新技术胶带输送机传动与运行新技术李剑峰 兖矿集团设计研究院（一）兖州矿业（集团）有限责任公司各矿针对胶带输送机传动及运行方面存在的问题与有关单位共同开展了科技攻关，同时积极应用当前已有的新技术，在研究胶带输送机的传动与运行方面积累了一些有效的经验。胶带输送机运行阻力和摩擦系数现场测定胶带输送机运行阻力和摩擦系数现场测定不同的设计人员对同一部胶带输送机的计算结果可能不同，其中最关键的参数就是运行阻力系数和摩擦系数。在矿井生产系统中，胶带输送机的运行阻力系数和摩擦系数是随着环境条件的变化而变化的。因此，现场的实际测算结果和从手册中查出的数据有着较大的差异，这就造成常规计算中选用
2、的参数随意性较大。为了准确地掌握这两个参数，兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿就如何进行现场测定开展了研究。此项研究假设驱动滚筒的轴功率转化为牵引力全部用来克服运行阻力，胶带为理想的摩擦传动体，不考虑摩擦生热带来的变化。对采用胶带输送机空载运行时的电动机输入功率进行测定，称为输入电流法。运行阻力系数的测定是利用单个电动机驱动胶带输送机空载运行，测出电动机功率，计算出轴功率，根据轴功率、牵引力与运行阻力之间的关系，计算出运行阻力系数。输送带与传动滚筒间摩擦系数的测定原理：临界滑动摩擦测试法。将胶带输送机置于空载运行，控制拉紧力到驱动滚筒刚出现打滑时，记录拉紧钢丝绳上的拉力读数，然后微微拉紧到不打滑状
3、态，并记录该时拉力，同时测出电动机功率。试验不少于 3 次，计算其拉力与功率平均值，算出驱动滚筒分离点张力，在不打滑条件下按照摩擦传动原理计算出摩擦系数。迄今为止，该矿已采用此法应用于 7 部胶带输送机的延伸和 4 部胶带输送机的增速，效果十分显著。减小胶带输送机工作阻力的途径减小胶带输送机工作阻力的途径兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿开展了对胶带输送机的运行经验总结，认为使用较高精度的托辊和高性能的胶带有利于减小输送机的工作阻力。研究表明，托辊旋转阻力和输送带前进阻力占胶带输送机主要阻力的 50%85%。在总阻力计算公式中，机长超过 80 m 的胶带输送机的总阻力受到诸如按照输送机长度选取的
4、装料系数、与安装情况和工作条件相关的模拟摩擦系数、输送机长度、承载分支托辊单位长度的旋转部分质量、回程分支托辊单位长度的旋转部分质量、输送带单位质量、输送物料单位质量、托辊前倾摩擦特种主要阻力和清扫器摩擦胶带特种附加阻力等参数的影响。其中，承载分支托辊单位长度的旋转部分质量、回程分支托辊单位长度旋转部分质量和输送带单位质量是胶带运输的主要阻力，应充分考虑所选托辊旋转阻力和输送带压陷阻力，才能较准确计算出胶带运行阻力。实践证明，缩小托辊间距可减小模拟摩擦系数，但阻力总值会增大。除在卸载点为保护胶带外，在一般承载段尽量不要加大托辊密度。与此相反，国外通常采取增大托辊间距来降低阻力总值，但设计和安装
5、要以充分的动态分析和优质的托辊为基础，才能确保胶带输送机可靠运行。兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿井下北翼胶带输送机使用 35槽角前倾偏置托辊组和平行下托辊组、V 形下托辊组，胶带是上覆盖胶 8 mm、下覆盖胶 6 mm、带宽 1200 mm 的钢丝绳芯输送带，强度为 2 000 N/mm。托辊采用高性能轴承和密封圈，有效降低了托辊旋转阻力；两组托辊相距 1.5m，良好地支撑着输送带，使输送带垂度不超过限定值以减小阻力；胶带芯胶和面胶使用了阻燃新材料，既具有优良成槽性，又减少胶带压陷阻力。矿用输送带损伤原因及其预防矿用输送带损伤原因及其预防目前，带式输送机已在工矿企业得到了广泛应用。输送带既是
6、牵引构件，又是承载构件，在带式输送机中占有重要地位，其价值约占整个带式输送机价值的 1/3。最近，位于兖州煤田的山东里能里彦矿业有限公司依据生产实践，对矿用输送带损伤进行了研究分析，找出输送带损伤的主要原因，并结合现场实际提出了具体的预防措施，对矿用输送带安全运行和管理具有指导意义。这些预防措施包括：（1）所有给煤机卸料口重新更换卸料斗，并倾斜一定角度，在其下部增设缓冲件，大块煤矸石不再直接砸在输送带上，减少其对输送带的冲击力。（2） 将所有落煤点的导料槽和和输送带皮子加长，并增设 35 m 的网式导料护网，大块煤矸石落下后便被护网挡住顺着输送带运行方向前移，而不致卡住或掉到托辊架与回程段输送
7、带之间。（3） 在托辊架上焊接几个加固支架，各焊接口用补焊来增加托辊架强度。在安放托辊的槽口上方增设挂钩环来固定托辊，使托辊不会被砸下。（4）在所有安置带式输送机的巷道最低洼处增大托辊架密度，即在每个托辊架之间增加 2 个托辊架，以减小此处托辊架跨距。这样，输送带运送煤矸石经过低洼处，不再下垂于托辊架空内。（5） 制作 4个 U 形环，把拉紧小车的 4 个边角固定在钢轨上，防止其上下跳动或左右摆动，避免煤矸石掉道，但不妨碍前后移动，既不影响根据工况调整输送带的张紧力，也不影响拉紧装置正常工作。（6） 加强对输送机安全保护装置日常维护和保养，保证各种保护装置灵敏可靠。使带式输送机不会长时间在无保
8、护状态下运行。通过上述整改，输送带损伤几率由56.4%降为 13.1%,极大提高了运输效率。大功率带式输送机的应用大功率带式输送机的应用兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿采煤工作面多年来使用SSJ1200/3200 型带式输送机，采用电动机和耦合器配套使用的驱动方式，利用 TK100 通讯系统控制运行，有运距短、运量小、占用设备多和性能不可靠等缺点，已不能适应当前高产高效工作面长运距开采。为此，在顺槽运输中改用 SSJ1400/3400 型带式输送机以后，设备事故率大为降低，杜绝了断带、撕带等恶性事故，减少了输送带和托辊更换量，保证工作面月产 60 万 t。为避免大功率、长运距带式输送机启动时的波
9、动现象，配套采用可调张紧力的张紧装置，启动阶段提供大的张紧力来防止输送带打滑，正常运行时降低张紧力来维持带式输送机运行，工作面检修时使输送带完全松弛，防止输送带长时间张紧而产生变形现象。另外，采煤工作面主要使用伸长率大的阻燃整芯输送带，让传统的重锤张紧和回柱绞车张紧方式产生局限性，使这些张紧装置难以适应大功率、长运距带式输送机运行要求。为减少输送带费用和提高输送带使用寿命，选用进口 LAD 自动张紧装置，实现张紧力动态监测和动态调整，大大提高输送带设计安全系数。与该装置配套使用的储带装置，利用张紧泵站提供的动力完成多重叠带功能，增加了储带长度，且减少了每次张紧时间，大大提高了储带效率。经过对带
10、式输送机多种软起动装置的分析比较，兴隆庄煤矿根据工作面生产特点选择澳大利亚产 BOSS4000 型液体粘性传动调速装置。该装置通过改变离合片间距，达到改变粘性液体间剪切力来改变传递力矩。与矿井常用电动机组合使用，组成液粘软起动装置作为驱动系统，实现带式输送机满速、满载及平稳起动，使多台电动机负载平衡，降低了对电气及其他部件技术要求，也提高了输送机可靠性和使用寿命。普通胶带机实现超长转弯运输普通胶带机实现超长转弯运输兖州矿业公司北宿煤矿 6606#运输顺槽走向长 1 206 m，巷道按中线沿煤层顶板掘进，起伏较大，局部坡角达 11，且在水平面内有 3 个拐弯角。通过精心计算、认真施工和严格管理，
11、实现了普通胶带输送机超长转弯运输。6606#面工作面的煤层厚度约 1 m，采用爆破落煤。使用的SSJ800/90 型落地式可伸缩胶带输送机，额定输送长度 1 000 m，运输能力 400 t/h，胶带速度 2 m/s，电动机功率 90 kW，胶带机的宽度800mm，3 层尼龙布橡胶胶带，强度 1 960 N/（cm层），胶带重 8 kg/m，上托辊重 14 kg/m，底托辊重 5 kg/m，托辊组间距 1.5 m，驱动围包角 450。胶带转弯的措施如下：将原巷道的 3 个转弯改为 1 个拐弯 10的摆设胶带，拐点至胶带机头 898m，转弯弧长 282 m，总长 1 180 m，转载机26 m。
12、拐弯由 4 个胶带输送机架完成，每个由 2.5曲线的段托辊组内侧端挂钩挂入承托管上调节板前孔，外侧端挂钩挂入调节板后孔，形成 3的安装支撑角，调节孔间距为 50 mm，托辊组支架宽度 1 120 mm。曲线段底托辊内侧轴置于胶带机架上的调偏口第三口，外侧轴置于第一或第二调偏口，调偏口的间距为 30 mm，曲线段的内曲线抬高 25，胶带机架内侧垫高 50104 mm。施工中严格按中腰线铺设胶带，中线偏差不大于 20mm。在垂直方向上，先利用胶带机架上 3 个调节孔抽拉活腿至分段腰线的大体位置，然后再在架下垫木块，使其与腰线相差小于 30 mm。曲线段每段弦长大于 16 m，使机尾架 15 m 无
13、拐点，收缩胶带时避免机尾处在拐弯位置。同时，加强平时维护与润滑，及时调偏，避免重载启动。对拉面的两个单面不得同时响炮，避免高峰煤量。法国强力胶带机跑偏治理法国强力胶带机跑偏治理兖州矿业（集团）公司东滩煤矿石门、岩集胶带运输巷使用从法国进口的强力胶带输送机，输送距离全长 7 200 m。胶带机初期运行平稳可靠，使用 5 年后，出现轻度跑偏，采用多种方式调整治理后维持正常运行。此后，胶带出现全程大面积、无规律跑偏漂移，整个胶带偏至槽形托辊一侧，造成全巷道撒煤、机架堵塞和运行维护困难等问题，危及安全生产，必须进行全面治理。经过分析，胶带由于老化已逐步失去弹性，成槽性能差，与槽形托辊组接触面积逐年减少
14、，因而造成胶带复位力降低。实际治理方案如下：（1）调整机头、机尾滚筒及全程槽形托辊组与胶带机输送中心线的垂直度；调整全过程 H 形支架横向水平度；改造溜槽，杜绝偏心装载。这些措施主要是为了消除系统中胶带所受横向干扰力，在胶带运行初期取得理想的治理效果。（2）增设跑偏限位装置的方法在跑偏量小时作用不大，当跑偏量较大时不仅起不到限位作用，反而会使胶带侧边卷曲、磨损，造成胶带报废，故一般不采用此方法。（3）加强回转式调心托辊组支承座强度，恢复复位力的调心作用，但效果甚微。（4）分段、密集布置调心托辊组，并将调心托辊组抬高 20 mm 安装，使其与胶带接触应力增大，约 25%的托辊组调偏作用得以恢复，
15、跑偏距离控制在了 200 mm 左右，极大缓解了运输危机。但是，此类调心托辊有“时间延误”和摩擦力矩过小时的无反应区，会不断将胶带拨向另一边，并进一步加剧胶带底胶磨损。（5）全程胶带翻转使用后，胶带与槽形托辊组的接触良好，使复位力大于干扰力，从而使胶带重新稳定运行，不但节约大量资金，更重要的是延长了胶带更换周期，为法国强力胶带国产消化赢得了时间。综掘可伸缩胶带机底部胶带跑偏防治综掘可伸缩胶带机底部胶带跑偏防治胶带输送机的上部胶带装设有防跑偏装置，而且处于负载状态，跑偏量比较小。下部胶带处于空载状态，重量轻，特别是综掘使用的 800型和 44 型胶带输送机，带面窄、带型薄，更易跑偏。兖州矿业（集
16、团）公司鲍店煤矿通过对综掘可伸缩胶带输送机底部胶带跑偏原因的进行分析后，采取了有效的防治措施，取得了良好效益。该矿的防治措施包括安装和运行两个方面。在安装阶段采取的措施如下：胶带输送机道施工时，严格按照巷道中线施工，减少巷道左右歪斜量；胶带输送机安装时，吊挂胶带输送机道的中线利用激光定向严格按照中线施工，减少胶带输送机左右歪斜量；胶带输送机 H 架安装时，要清理浮煤或浮矸石到硬底，避免 H 架底角处有浮煤或浮矸石；胶带铺设接头对接时，要找齐对正，避免由于人为因素造成胶带跑偏。在使用阶段采取的措施如下：清理胶带输送机道时不使用压力水冲刷胶带输送机 H 架底角，发现 H 架失脚时及时采取措施垫实、垫牢，减少 H 架的左右倾斜量；对于胶带输送机输送物件造成的 H 架左右歪斜，运送完物件时要及时调整复位；对运行中跑偏的底部胶带，要加装防跑偏立辊及调偏装置，防止底部胶带左右偏离胶带输送机中心线，造成胶带与 H 架相互摩擦。底部运行胶带加装防跑偏立辊及调偏装置的方法是：在胶带输送机H 架左右歪斜量大的地方加装底部胶带调偏装置，在调偏装置前后歪斜侧每 35 个 H 架
