长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究_张亮亮.pdf

1062023 年第 2 期收稿日期 2022-07-25作者简介 张亮亮（1985），男，山西高平人，2012 年毕业于太原理工大学矿山机电专业，本科，助理工程师，研究方向：矿山机电。张亮亮：长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究张亮亮：长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究张亮亮（山西高平科兴云泉煤业有限公司，山西 高平 048400）摘 要 云泉煤业长距离钢丝绳芯胶带输送机换带时间影响运煤系统工作，针对这一情况进行了对带式输送机换带工艺优化改进，对换带工艺关键技术计算分析。实践应用效果表明：换带工艺效果理想，降低了工人劳动强度和作业时间，创造经济效益 480 万元。关键词 长距离；钢丝绳芯；带式输送机；换带中图分类号 TD528+.1 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.02.038Study on Belt Changing Technology of Long-distance Steel Wire Rope Core Belt ConveyorZhang Liangliang(Shanxi Gaoping Kexing Yunquan Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Gaoping 048400)Abstract:The belt changing time of the long-distance steel wire rope core belt conveyor in Yunquan Coal Industry affects the working system of the coal transportation system.In view of this situation,the belt changing process of the belt conveyor is optimized and improved,and the key technologies of the belt changing process are calculated and analyzed.The practical application results show that the effect of the belt changeing process is ideal,the labor intensity and working time of workers are reduced,and creates the economic benefits of 4.8 million yuan.Key words:long-distance;steel wire rope core;belt conveyor;belt changeing1 工程概况山西高平科兴云泉煤业东大巷带式输送机从2014 年 8 月投入运行，全长约 2550 m，采用 ST2000型胶带，现共有接头 26 个。东大巷带式输送机已完成整带更换两次，以往换带工艺存在换带效率低、安全风险大、换带时间长等缺点。近年来随着原煤产量的提高，如何缩短长距离钢丝绳芯胶带输送机换带影响时间，延长胶带机的稳定运行时间，是当今需要面对和迫切解决的问题。在以往带式输送机胶带换带工艺的基础上进行了优化调整1-5，在云泉煤业东大巷带式输送机 6#横川至东大巷带式输送机机尾硐室进行换带的实践应用研究。2 带式输送机换带工艺设计2.1 带式输送机换带程序带式输送机换带程序：输送机停车松弛拉紧小车至 10 kN 拉力状态在拉紧下胶带、机尾上、下胶带处打卡起吊 6#横川上带拆除 6#横川处机架 6#横川安装卷带器机尾和 6#横川断下带将旧带和新带进行相连拆除机尾下胶带卡拽带切断 120 m 旧带卷 120 m 旧带叉车叉走旧带卷机尾硫化 6#横川拆除卷带器 6#横川摆放硫化器 6#横川硫化恢复输送机沿线胶带清带器、H 架、托辊架等设施，对东大巷带式输送机沿线胶带卡进行拆除开车试运行正式生产。2.2 换带工艺（1）将东大巷输送机停止运行，停车后将储带仓上托辊及上托辊架全部拆除，人工手动将拉紧小车张力松弛至 10 kN 状态，在拉紧下胶带打一道卡，在机尾第 2268#架上带和 2264#架下带分别打二道卡，每道卡均采用 2 个 5T 固定手拉葫芦将其安固在胶带大架上。将 6#横川处 H 架、上托辊及上托辊架全部拆除，在 6#横川起吊点位置通过 5T 固定手拉葫芦可将 150 m 上胶带起吊悬空同时采用锚链进行有效固定，在 6#横川东第 0730#架及 2267#架位置分别断开下带，采用 JTP-1.61.2 型绞车将断开下带拖出，断开下带拖出后将其用绞车翻到上带1072023 年第 2 期张亮亮：长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究张亮亮：长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺研究与新带硫化封头。（2）在 2267#架下搭接一个粘接输送带的硫化平台（每两个门形架为一组横跨在上托辊的上方，并在机架上固定牢固后铺上平板），硫化平台搭接完毕后采用硫化机将新带和旧带进行硫化接头，硫化接头长度设置 1 m，新旧带硫化结束及时拆除硫化机及硫化平台。将 2264#架下胶带二道卡松开，在机尾 3#主滚筒位置安设有龙门夹带装置，可以用来对胶带速度进行有效控制，采用 JTP-1.61.2 型绞车将旧带拖至卷带器位置处进行卷带回收。重复进行上述操作至 40 次时间可将新带一头拖至卷带器装置附近，新带在机尾3#主滚筒后余留19 m长度，可以方便新旧带进行硫化封头。在 2267#架下胶带打二道卡，每道卡采用 2 个 5T 固定手拉葫芦将其安固在胶带大架上。（3）在机尾 3#滚筒后 2 m 正对胶带中心线位置处搭建一个粘接输送带的硫化平台，采用硫化机对翻到上带的旧带和 19 m 新带进行硫化封头，硫化结束及时拆除硫化机及硫化平台。（4）将 6#横川位置处卷带器进行拆除，利用该位置处 JTP-1.61.2 型绞车将旧带和新带拽直，计算确定胶带余量后将多余旧带切掉。将 2267#架下胶带的二道卡松开，在 6#横川中心线和东胶中心线交汇位置搭接一个粘接输送带的硫化平台，将新带拽直拖至此处进行新带和旧带的硫化封头。（5）恢复胶带沿线的清带器、H 架、托辊架等设施，全面拆除东大巷带式输送机沿线胶带卡，将胶带张紧拉力设置为 40 kN 时进行开车试运行。3 换带工艺关键技术计算3.1 卷带器 45 kW45 kW 卷带器的从动轴侧基架、驱动轴基架、卷带轴情况如图 1、图 2。图 1 从动轴侧基架和驱动轴基架结构示意图（mm）最大卷的平带质量 G=150 m55 kg/m=8250 kg，摩 擦 阻 力 F1=Gf=8250 kg0.8=6600 kg。f为皮带滑动摩擦系数，取 0.8。卷带器扭矩 32 000 kgm，安全系数=32 000/6600=4.8。图 2 卷带轴结构示意图（mm）卷带器设备高 2200 mm，卷带轴标高 1620 mm，安 装 条 件：（1）巷 道 宽 度 大 于 6590 mm（800+2190+1600+2000）；（2）卷带轴质量（45 根，3100 kg）。3.2 胶带下滑测算3.2.1 绞车 37 kW最大拉力 F：28 000 kg。胶带滚动摩擦力 F：F=Nf，N=cosG。所以 F=cos6247 500 kg0.03=7384 kg。其中：G 为胶带质量，4500 m55 kg/m=247 500 kg；为带式输送机综合坡度，6；f 为胶带滚动摩擦系数，0.03；为安全系数，=F/F=28 000/7384=3.8。3.2.2 钢丝绳=21.5 mm，最大破断力 F=29 800 kg。胶带滚动摩擦力 F=Nf，N=cosG。所以 F=cos6247 500 kg0.03=7384 kg，安全系数=F/F=29 800/7384=4.0。本测算范围为机尾至中部硐室段胶带下滑力（图 3），胶带长 4500 m，坡度在 245724 之间。其中：为巷道坡度，按 6 计算；G 为胶带质量，4500 m55 kg/m=247 500 kg；N 为胶带正压力（kg），N=cosG；F 为胶带下滑力（kg），F=sinG；F 为胶带摩擦力（kg），F=Nf1；f1为胶带滚动摩擦系数，0.03；f2为胶带静摩擦系数，0.9；f3为胶带摩擦力系数，0.60.8；F1为带夹静摩擦力，F 1=N f2；N 为千斤顶压力，250 000 kg；F0为剩余拉力，F0=（F+F 1）-F。图 3 机尾至中部硐室段胶带下滑力示意图胶带质量 G=4500 m55 kg/m=247 500 kg，下滑力 F=sinG=sin6247 500 kg=25 871 kg，滚动摩擦力 F=cos6247 500 kg0.03=7384 kg，带夹静摩擦力 F 1=250 000 kg0.9=90 000 kg。即1082023 年第 2 期便 F 1按滑动摩擦计算，F1=250 000 kg0.6=60 000 kg，防胶带下滑安全剩余拉力 F0=（F+F 1）-F=（7384+60 000）-25 871=41 513 kg。在此工况下至少有 41 513 kg 的剩余拉力，并未考虑到两副移动副夹的拉力，说明胶带不能下滑。3.3 放带卡3.3.1 夹带装置夹带力 F=Nf=250 000 kg0.9=90 000 kg，静摩擦系数 f=0.9。千斤顶最大承载力 N=250 000 kg=100 000 kg，胶带下滑力 F1=sinG=sin6247 500 kg=25 871 kg，安全系数=F/F1=90 000/25 871=3.5。3.3.2 龙门卡龙门卡两套，工字钢 30b。单套 19.6 m，1032 kg；两套计 39.2 m，2604 kg。每套放带卡装配 2 台 50 t 机械千斤顶，一套卡用于断带前固定上带，一套卡用于放下带时防胶带加速失控下滑。3.4 机尾收带装置机尾收带装置如图 4。注：托架 3 的挡辊设计成可翻转、可上下升降结构。3 套托架安装位置根据现场情况确定。图 4 机尾收带装置示意图（mm）4 效果分析（1）大幅度降低了胶带更换时间，可有效提高输送机的正常工作和运行时间；（2）可实现巷道 180 m 高差一次性完成 5000 m 超长距离胶带的换带工作；（3）成功制作了一种新的卷带装置；（4）成功制造 50 t 的夹带装置和胶带运行的收带装置；（5）换带工艺安全性和可靠性较好。5 效益分析长距离钢丝绳芯带式输送机换带工艺具有较好的社会经济效益。社会效益体现在：（1）大幅度降低了换带的工作时间，同时降低了工人的劳动强度；（2）长距离换带时间可节约 2 d，对于保证煤矿的高产高效安全生产奠定了基础。经济效益分析：采用该换带工艺后，每次可节约 2 d 换带时间，可多采煤 0.6 万 t，经济价值可达 480 万元。【参考文献】1 高爱民.关于钢丝绳芯带式输送机纵撕保护的探讨 J.机械管理开发，2018，33（02）：63-64.2 尹培坤.钢丝绳芯带式输送机监测带宽纵向撕裂保护 J.煤矿机械，2017，38（04）：140-141.3 吴永强.主斜井钢丝绳芯带式输送机输送带更换施工技术研究与应用 J.煤矿机械，2016，37（11）：39-41.4 范胜祥.关于钢丝绳芯带式输送机纵撕保护的探讨 J.山东煤炭科技，2016（05）：110-111.5 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司.长距离钢丝绳芯胶带输送机更换胶带的方法：CN201010278307.XP.2011-01-05.（上接第 102 页）为 11.4 m3/t，瓦斯放散初速度 P 为 616，煤的坚固性系数为 0.360.45，孔隙率为 2.92%2.96%，煤的破坏类型为类，百米钻孔瓦斯流量为 0.034 40.058 4 m3/（minhm），钻孔瓦斯衰减系数为0.0420.068 d-1，透气性系数为 0.098 30.263 3 m2/MPa2d。（2）根据现场实测结果，拟合得到了 2 号煤层瓦斯含量和压力与埋深的关系式，拟合公式相关系数均大于 0.85，可用于 2 号煤层瓦斯压力和含量预测，指导矿井瓦斯治理工作。（3）在地质构造带或采动应力集中区进行采掘活动时，应加强瓦斯管理，预防应力场变化而诱发的煤与瓦斯动力灾害。【参考文献】1 刘忠全，陈殿赋，孙炳兴，等.高瓦斯矿井超大区域瓦斯治理技术 J.煤炭科学技术，2021，49（05）：120-126.2 杨宏民，杨峰峰，安丰华，等.煤层瓦斯压力测定的合理封孔注浆压力研究 J.中国安全生产科学技术，2015，11（05）：13-17.3 韩雅芳.浅谈 DGC 瓦斯含量直接测定的影响因素J.内蒙古煤炭经济，2019（02）：25-26.