某煤矿大巷带式输送机设计

王艳辉

（山西约翰芬雷华能设计工程有限公司，山西 太原030000）

0 前言

随着煤矿生产系统的不断大型化，对上料系统的生产率要求越来越高。 为确保煤矿的正常生产就必须确保上料设备的生产率。 近年来国内外新建的大型煤矿生产系统几乎都采用带式输送机上料，而上料主皮带是煤矿生产系统的正常运行的主要设备之一， 其运行正常与否，直接影响生产率。因此，在煤矿生产系统的主皮带设计中必须考虑输送机运行可靠，控制操作方便，并有必要的安全措施、备用、检修手段。

1 皮带设计

该煤矿的矿井规模为3.00Mt/a，工作制度为年工作日330d，三班作业。 其中二班工作，一班检修。

1.1 选型设计

该矿主皮带技术特性规格的原始参数为： 物料毛煤； 运输能力Q=1200 t/h；毛煤粒度0-300mm；堆积密度ρ=900kg/m3；静堆积角α=45°；前期水平机长L=2200m，提升高度H 前=70.17m；后期水平机长L=3100 米，提升高度H 前=50m。

初步设计参数为：带宽B=1200mm；带速V=3.15m/s；输送能力Q=1200t/h；输送带阻燃型钢丝绳芯带，带强ST=2500N/mm；运行堆积角α=20°；上托辊间距a0=1200mm；下托辊间距au=3000mm；前倾托辊，托辊槽角λ=35°；托辊阻力系数μ=0.030。

1.1.1 输送能力核算

QMAX=3.6Svkp

=3.6×0.1650×3.15×0.85×900

=1431t/h

经核算Qmax=1431>1200（t/h）

1.1.2 根据原煤粒度校核输送机带宽

B≥2a+200

=（2×300+200）mm

=800mm<1200mm

1.1.3 圆周驱动力

前期：

后期：

1.1.4 轴功率

前期：

PA＝Fuv＝761kW

后期：

PA＝Fuv＝957kW

1.1.5 传动功率计算

前期

根据以上功率计算前期后期单独配置的情况下，合理功率配比见表1 所示。

表1 功率配比表

后期

电动机配比按照总长度L=3100 米进行配置3×500kW, 前期运输时造成了资源的浪费。按照2×500kW 配置，在运输环境比较恶劣的条件下功率不足，耽误生产。 因此综合考虑，前期配备电动机2×560kW，驱动配比为1:1； 后期带式输送机延伸后， 增加一台驱动电动机560kW，功率配比为2:1。

前期巷道布置及凸凹弧半径均按照L=3100 米时张紧力计算的半径进行带式输送机的铺设，以满足后期带式输送机的运行；带式输送机所有改向滚筒、驱动滚筒、制动器、逆止器、电气、机头硐室、设备基础等主要设备均按照3×560kW 进行配置，

1.1.6 静安全系数n1

表2 带强表

不同的运输距离，选取的带强参数不同，见表2 所示.根据相关规定，钢丝绳芯带安全系数n1>7,综合考虑，带强选用ST=2500N/mm 的阻燃型钢丝绳芯带。

1.1.7 凹凸弧半径计算

凸弧计算：

R1≥(100∽167)B.sinλ

≥68.83∽114.94（m）

因输送机运输环境条件差，整体路线起伏点较多等因素，凸弧半径取较大值,对数值进行修整，最终确定半径R1=120m。

凹弧半径计算：

按照L=3100m 长度是计算拉力值确定凹弧半径， 头部第一个凹弧半径R2，

R2≥（1.3∽1.5)FX/(qB×g)

≥750∽865(m)

qB=44.16kg/m

FX=250kN

凹弧半径取值并对数值进行修整，最终确定R2=800m。

头部第二个凹弧半径R3

R3≥（1.3∽1.5)FX/(qB×g)

≥690∽796(m)

FX=230kN

凹弧半径取较大值并对数值进行修整，考虑到带式输送机整体配件等相关事情，最终确定R3=800m。

1.1.8 逆制力矩

水平输送距离L=2200m，提升高度H=70m，整体计算，运输带提升阻力F1=135K 大于料提升阻力F2=73kN。 输送带不会发生逆转；根据《煤矿安全规程》第三百七十三条规定：倾斜井巷中使用的带式输送机，上运时，必须同时设置装防逆转装置和制动装置；综合考虑，以安全为主的情况下考虑最不利的情况下逆制力矩， 经计算为Mn=2×45=90kN.m。

通过设计计算，最终根据主皮带的初始参数，得到了该矿带式输送机设备选型参数，见表3 所示。

表3 技术特性规格及主要用电设备表

2 结论

通过对某煤矿主皮带的性能、初始参数以及安全性能等参数的具体分析， 根据设计手册中的设计公式计算并校核了皮带的输送能力、带宽、圆周驱动力等参数，最终确定了该矿所用皮带的技术规格参数。通过现场实验，该皮带运行情况良好，并且结构简单，加工、制造、安装方便。 这为以后的皮带设计提供了一种可行性思路。

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