济三煤矿带式输送机技术改造实践

于德芳，刘 锋，荀桂华

(1.山东科技大学 机械与电子工程学院，山东 青岛 266510；2.兖矿集团 济三煤矿，山东 济宁 272169)

济三煤矿带式输送机技术改造实践

于德芳1,2，刘 锋1，荀桂华1

(1.山东科技大学 机械与电子工程学院，山东 青岛 266510；2.兖矿集团 济三煤矿，山东 济宁 272169)

针对济三煤矿带式输送机的胶带在运行中出现的非正常磨损及部件更换困难问题，在对原因分析的基础上提出改造方案。通过对带式输送机的挡煤皮、托辊架、溜槽等改造，使胶带使用寿命延长3～5倍，故障率明显减少，满足带式输送机安全运行的要求。

带式输送机；非正常磨损；安全运行

带式输送机是煤矿运输系统中的重要运输工具，加强带式输送机的故障预防和维护保养，对于保障安全生产和提高经济效益具有重要的现实意义[1]。由于带式输送机在煤矿井下的工作环境较差，运输物料粒度组成复杂，运输量较大，导致胶带磨损快，使用寿命短，且维护起来费时、费力，给安全生产带来很大隐患[2]。

目前，由于济三煤矿的溜槽与带式输送机布置不合理，落料点托辊和托辊架更换不便，挡煤板安装不科学等问题，给带式输送机的安全运行带来一定隐患，为此必须对其进行改造和完善。

1 生产现状

带式输送机是济三煤矿井下的重要运输设备，而胶带在设备运行中存在严重的非正常磨损，主要问题和原因为：溜槽与带式输送机成垂直布置，即二者之间的夹角为90°，导致运输物料直接冲击胶带工作面，易给胶带造成损伤；落料处两侧的挡煤皮直接磨损胶带两侧，导致胶带使用寿命缩短，材料浪费严重；物料落入胶带时直接冲击胶带、托辊等部件，时有部件因冲击而损坏，损坏部件反过来又磨损胶带，使其受损程度加剧。

此外，带式输送机转载处托辊密集，间距小，托辊损坏后更换困难。一旦托辊发生故障需要更换时，必须拆掉相邻的两组托辊架，工作量大。在更换槽型中间托辊时，维护人员必须进入上下胶带之间，由工人顶起胶带后再进行更换，工作时间长，危险性高，效率低下。

鉴于胶带在设备运行中的非正常磨损及部件更换困难，为降低工人劳动强度，节约生产成本，减少生产事故，必须对带式输送机进行技术改造和完善。

2 改造方案

2.1 香蕉形溜槽的制作

为避免因物料直接冲击胶带工作面带来的损伤，优化溜槽与带式输送机的布置形式。根据带式输送机的机架倾斜角度和物料落差[3-4]，将入料溜槽改成香蕉形溜槽(图1)。在物料经过香蕉形溜槽落入胶带时，物料运行方向与胶带运行方向一致，即物料运行方向与胶带运行方向夹角接近0°。

图1 带式输送机与溜槽布置形式

根据溜槽对煤炭的下滑阻力的大小，设计香蕉形溜槽的弧度半径r[5]，并选择摩擦系数合适的耐磨底板，使出料速度保持在合理的状态，即尽可能使物料接触胶带的瞬时水平速度v水接近胶带运行速度v胶，理想状态时二者相等。根据物料落差测算出v水，将v水与v胶进行比较。当v水≥v胶时，需要适当增加溜槽的下滑阻力；当v水

2.2 分体旋转式托辊架的制作

为改善溜槽转载处托辊更换不便的问题[6]，根据实际生产情况，制造出分体旋转式托辊架，结构图如图2。

图2 分体旋转式托辊架结构图

分体旋转式托辊架两侧的支腿可根据需要调整，托辊更换方便。更换中间托辊时，只需使转轴转动角度大于90°就可轻松拆装，而反方向转动后即可复位。

采用分体旋转式托辊架后，原来很不方便清理的堆积物料，只要拉动支腿或转动转轴即可轻松清理掉，避免了堆积物料对托辊的磨损，省时省力，安全快捷，设备维护量大大降低，安全隐患得以消除。

2.3 复合挡煤皮的制作

目前现场使用的挡煤板一般采用垂直水平式安装[7](图3(a))，这种安装方式中挡煤皮对胶带的磨损严重，甚至出现胶带被撕裂的情况；同时，物料对挡煤皮的冲击很大，导致挡煤皮容易损坏，且需要及时更换，工作量很大。据现场统计，挡煤皮对胶带的磨损是正常磨损的3～5倍，这种非正常磨损带来极大的人力、财力、物力损失。

为解决这种非正常磨损问题，使挡煤皮与胶带面保持平行(图3(b))，且二者相互不接触。经此改造后，绝大多数物料的流向由挡煤板控制，挡煤皮不再直接遭受冲击，且挡煤皮与胶带不再相互磨损。

图3 带式输送机挡煤板安装示意图

2.4 增设隔震装置

物料进入胶带时直接冲击托辊，且对托辊冲击较大，时有托辊、托辊架被损坏。为延长托辊、托辊架的使用寿命，在落料处增设隔震装置(图4)，使冲击力通过隔震装置传至地面，从而避免托辊架、托辊等因遭受直接冲击而损坏[8]。增设隔震装置后，托辊架、托辊等的损坏频率明显降低，现场生产事故减少，实现了安全生产[3]。

图4 改造前后的托辊架结构示意图

3 改造效果

以B=1 400的带式输送机为例，说明改造效果。通过对带式输送机的溜槽、挡煤皮、托辊架等改造，不但避免了由设备自身存在的缺陷或设备运行中的不确定因素引发的安全事故，而且减少了对正常生产的影响和材料浪费。

带式输送机改造前，每年因胶带的非正常磨损增加的材料成本在600万元左右；改造后，胶带的使用寿命延长3～5倍，正常使用寿命周期内，每年可减少胶带购置费约150万元，即每年可节约成本450万元左右，经济效益较显著。此外，改造后带式输送机运行稳定，故障率明显降低，减轻了工人劳动强度，节约了检修时间，实现了检修的本质安全，为安全生产和节能降耗打下基础。

4 结语

带式输送机的正常运行对于保障煤矿安全生产和提高经济效益有着重要意义，对作为带式输送机重要组成部件的胶带进行合理保养与维护非常重要。在设备运行中要尽量减少，甚至杜绝胶带的非正常磨损。对不合理部件和结构要进行技术改造，是避免胶带遭受非正常磨损的合理手段之一。

[1] 闻邦椿，刘树英，陈照波，等.振动机械理论及应用(第1版)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002.

[3] GB 50359—2005 洗选工程设计规范[S].

[4] 余洲生.连续输送机械[M].上海：上海海运学院出版社，1980.

[5] 梁庆煌.机械化运输工艺设计手册(第1版)[M].北京：化学工业出版社，1998.

[6] 张荣善.散料输送与贮存[M].北京：化学工业出版社，1994.

[7] 于学谦.矿山运输机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，1983.

[8] 本书编辑委员会.运输机械设计选用手册(上册)[M].北京：化学工业出版社，1991.

Technical modification on belt conveyor in Jining No.3 coal mine

YU De-fang1,2, LIU Feng1, XUN Gui-Hua1

(1. College of Mechanical and electrical engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266510, China; 2. Jining No.3 Coal Mine of Yankuang Group, Jining, Shandong 272169, China)

In view of abnormal wear and difficult parts replacement of belt conveyor in operation in Jining No.3 coal mine, technical modification, including plate blocking coal, roller support and chute etc., is put forward by analyzing cause. The application shows that service life of the belt is 3～5 times longer, with fewer faults, which is right for safe operation of the equipment.

belt conveyor; abnormal wear; safe operation

TD528+.1

B

1001-3571(2015)04-0061-03

2015-04-31

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.017

于德芳(1975—)，男，山东省济宁市人，工程师，从事煤矿行政与技术管理工作。

E-mail：ykjtydf@163.com Tel: 0537-2628496