带式输送机输送带选型优化及导料槽结构改造研究

吴志刚

（霍州煤电集团云厦建筑工程有限公司白龙矿建分公司，山西 霍州 031400）

煤矿井下带式输送机设备的作用主要是完成井下开采的煤炭物料的运输和转移，当前在煤矿井下已大面积应用。但是煤矿井下应用的带式输送机型号多样，有关部件存在着一些缺陷，影响着其使用寿命和工作效率。本文对霍州煤电集团各煤矿带式输送机的总体情况进行分析，对带式输送机输送带优化选型和导料槽进行结构改造设计[1-6]，提高设备使用寿命。

1 带式输送机输送带的优化选型

1.1 带式输送机输送带应用缺陷

从霍州煤电集团下属各煤矿应用的带式输送机来看，各煤矿带式输送机输送带无法实现通用。按输送带中线层材质可以分为：涤绵帆布芯带输送带、尼龙芯输送带、钢丝绳芯输送带等；输送带的规格线层从4 层到8 层线均不等；输送带的制造工艺也较为多变，上胶面厚度也没有统一，在4～10 mm之间。基于以上情况，造成了霍州煤电集团下属各煤矿的带式输送机的机型非常之多，给设备维修和零部件的采购带来了很大的浪费。因此，对集团内带式输送机所用输送带进行全面校核，减少输送带的规格型号种类，这对于输送带的维修和采购意义重大。

1.2 带式输送机输送带的优化

通过对输送带下垂的最小张力、最大圆周驱动力、不打滑的最小驱动力和输送带的层数的理论计算分析，确定白龙煤矿所有带式输送机在稳定安全运输的工作状态下，采用st5400 钢丝绳芯皮带均满足基本要求。通过对输送带的统一优化，可以降低运输带的管理和维修成本。

2 导料槽结构改造研究

2.1 传统带式输送机导料槽缺陷分析

输送带是煤矿带式输送机的关键零部件，因磨损问题导致输送带耐久性差，使用寿命不长，因此导致带式输送机的维修成本居高不下。通过对霍州煤电集团已失效的输送带分析后得知，输送带失效的关键因素为设备导料槽挡板的磨损。因此，对导料槽结构进行改造优化，降低其对输送带的磨损，是延长输送带使用寿命的有效途径。

霍州煤电集团以往传统带式输送机导料槽结构如图1。导料槽挡板的作用：（1）对煤炭物料起到导料作用；（2）起到密封作用，防止煤炭物料和煤炭粉尘的溢出。在该导料槽的设计中，采用挡板与输送带之间的压力来实现密封和导料的相互作用，因此当压力过剩时，就会作用在输送带上，两者相互摩擦进而对输送带造成磨损。

图1 传统导料槽基本结构示意图

2.2 带式输送机导料槽结构改造设计

输送带在煤炭物料运输中受力主要有：（1）煤炭物料和输送带的摩擦力；（2）清扫器、卸料器等的支撑阻力；（3）煤炭物料的提升阻力；（4）导料槽摩擦阻力。可以优化的阻力主要有清扫器、卸料器等的支撑阻力和导料槽摩擦阻力。因此，对导料槽结构进行改造，减小导料槽摩擦阻力，降低对输送带的摩擦，提高其使用寿命。

导料槽挡板主要是胶料材质，其体积压缩模量值K 很高，可达1.5～2 GPa，因此当导料槽挡板发生较小形变时就可以产生非常大的阻力，对输送带的磨损也较大。

针对这一情况，改变以往输送带与挡板的接触距离，设计一种新型非接触式挡板结构，如图2。改造时将挡板与输送带进行疏离，设置导料装置和密封装置。采用废旧的橡胶材质皮带作为导料装置，挡板与输送带保持有3～5 mm 的间隙，两者不直接接触，不会产生接触压力和摩擦力，对输送带不造成磨损。在间隙处采用软质布料进行充填密封，软质布料与输送带的摩擦力非常小，可不计。

图2 新型非接触式导料槽结构示意图

3 实践应用及效果分析

白龙煤矿井下主要使用B1400 型带式输机机、GX2000 型带式输送机、DTL 型带式输送机。通过计算分析，确定带式输送机输送带全部统一采用st5400 钢丝绳芯皮带，可以有效降低输送带的管理和维修成本。

将设计的新型非接触式导料槽在白龙煤矿井下所有的带式输送机上进行了改造安装，调试后，投入到实践生产过程中。从2020 年4 月至今，带式输送机的运行整体稳定，新型非接触式导料槽使输送带损害大幅度降低，有效提高了输送带的使用寿命，降低了输送带的更换频率。

带式输送机输送带规格的统一以及新型非接触式导料槽的改造应用，使输送带的维修工作量降低了80%，输送带的采购量降低了40%，带式输送机的用电量节约了11.5%，为企业创造了较好的安全经济效益。