五家沟煤矿大运量、大倾角带式输送机设计.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 4 年第1 期 总第1 1 8 期 五家沟煤矿大运量 大倾角带式输送机设计 李章成 刘 强 中煤邯郸设计工程有限责任公司 河北 邯郸 0 5 6 0 3 1 摘要五 家沟煤矿主斜井带式输送机倾 角 2 5 运量 5 2 0 0 t 如此大运量的深槽 大倾角输送机在 国内还属首创 文章对该带式输送机的参数选择 设备配置 安全保护措施 设计主要特点等进行较详 细的分析与探讨 提 出了物料打滑 物料滚落 输送带打滑 输送带撕裂和断裂等问题 的解决途径 关键词带式输送机 大运量 大倾角 深槽 参数选取 中图分类号 T D 4 0 2 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 4 0 1 0 0 7 1 0 3 1 概 述 五家沟矿井是 中煤 山西金海洋集团公 司的主力 矿井 设计规模 1 3 Mt a 同时主斜 井及井下 主运输 系 统按照 1 8 Mt a的能力 主斜井利用现有井筒 井筒斜 长 4 7 1 m 倾角 2 5 主斜井带式输送机设计 运量 5 2 0 0 t 如此大规模的大倾角上运带式输送机在国 内外均无实施案例 由于深槽带 式输送机 在角度 小于 2 8 的情况 下 仍 可使 用普通输送带 若使 用花纹输送带 则 可 适应倾角大 于 2 8 的场合 相 比其他型式的大倾角 带式输送机而言 深槽带式输送机具有投资最少 适 用范 围广 清扫方便等优点 因此本大倾 角 大 运量 带式输送机设计中 采用深槽形带式输送机 由于五家沟矿 主提 升系统设计运量达 5 2 0 0 t h 相应 需要 的输送带宽度大 强度高 速度快 易 出现 物料打滑 物料滚落 输送带打滑等现象 故需针对 以上问题进行特殊设计 以使系统正常 安全运行 杜绝重大事故的发生 2 主要参 系 数选取 2 1 输送能力计算 2 1 1 带宽 带速选取 带速不仅影响到输送机 的输送 能力 驱动功率 等性能指标 也影响到托辊 输送带等部件的选用 对 大倾角输送机来讲 带速的大小还影响到物料输送的 稳定性 在落料段由于物料与输送带存在着相对速 度差 较高 的带速所提供的摩擦力极有可能不能克服 物料 自身的惯性力而使得物料无法保持 与输送 带的 同步运行 从而造成物料打滑 甚至无法输送 因此 大倾角输送机不宜选取较高 的带速 目前 国内的大 倾角带式输送机带速大都在 3 1 5 m s 以下 但在大运 量 的大倾角的输送机中 考虑到最佳经济效益以及 可实施性 往往需要采用较高的带速 达到缩小带宽 以及减小带强的 目的 这就要求在给料处做特殊处 理 保证物料的初速度和带式输送机大致相同 根据运量及倾角 初步选择输送机带宽 2 0 m 带 速 5 0 m s 2 1 2 物料横截面面积 本设计采用用双排 V形深槽托辊组大倾角运输 技术 可采用普通输送带 托辊槽角提 高到 6 0 以增 加侧压力 目前大倾 角输送承载带 面上最大物料横 截面积计算 尚无设计规范 参 G B 5 0 4 3 1 2 0 0 8 带 式输送机1 二 程设计规范的计算原理 推导双排 v形 深槽 角四托辊组 的物料 横截面积见 式 1 2 3 4 断面 示意图见图 1 圈 1双 排 V形 四 币 托 辊 断 面 S S 1 S 2 S 3 1 S I 2 1 c s h 一 2 l c s z 2 s 2 1 c s L h 一 2 1 c s 入 s i n 2 3 J c 3 4 一 一 r 式中 b为输送机可用宽度 m b 1 3 m l 为中间辊 长 度 m l I O 3 7 5 m 为 内侧 托 辊 槽 角 2 5 2 为外侧托辊槽角 6 0 0为 物料运行堆积角 0 1 5 计算得物料截面积 S 0 0 8 5 5 0 3 5 2 6 0 0 5 4 0 4 9 1 6 m 71 煤矿 现代化 2 0 1 4 年第1 期 总第1 1 8 期 2 1 3输 送 能 力计 算 输 送 能力 为 Q 3 6 S V k P 3 6 0 4 9 1 6 5 0 0 72 9 0 0 5 73 4 ffh 输送能力满足要求 带宽及带速的选取比较合适 2 2 模拟摩擦 系数 由于输送机承载分支采用 了双排 V形深槽角四 托辊组结构 其模拟摩擦系数比普通输送机要大 而 回程分支托辊布置和普通带式输送机一致 目前国 内长距离 大输送量带式输送机随着各制造厂商相 继引进 国外托辊制造技术 向着阻力小 噪音小 寿命 长的方 向发展 因此结合国内实际制造水平 模拟摩 擦系数可取 承载分支 f O 0 3 0 0 3 5 回程分支 f 0 0 2 2 0 0 2 6 而在逆止工况计算 中 出于安全上的考 虑 模拟摩擦系数应取小值 一般取 f 0 0 1 2 2 3 输送带的安全 系数 大倾角输送机一旦发生断带事故 其产生 的巨 大能量将会造成设备损毁 甚至人员伤亡的严重后 果 因此为保障安全 输送带的安全系数应取较大 值 在软启动技术 软制动技术 的输送机 有稳定给 料 装置 的前提下钢 丝绳芯输送 带 的安全 系数 可取 n 5 7 因此本大倾角输送机输送带安全系数可取 n 7 但提高安全系数势必要加大输送带强度 增加 投资及运营成本 同时输送带的强度越大 成槽性能 电就越差 深槽型带式输送机是通过增大槽角 来增 大物料的侧压力 从而增大物料和输送带的摩擦力 达到大倾 角提升的 目的 输送带成槽性不能保证时 输送带对物料的侧压力可能不足 造成物料下滑无 法运输 因此 输送带需要兼顾安全系数和成槽性两 方 面因素 2 4 输送带的下垂度 若输送带的下垂度过大 则会造成加大输送机 的运行阻力 同时会缩短输送带和托辊的使用寿命 若输送带下垂度取值过小 则需增加托辊布置密度 或者增大输送带规格 因此 输送带下垂度 的选取应 适中 根据使用经验 一般取 h 0 0 1 5 2 5 软驱动方式选择 目前 常用 的软驱动方式有调速 型液 力耦 合器 C S T可控驱动装置 变频调速驱动装置 以上三种软 驱动装置都是成熟的应用技术 但是只有变频调速 驱动装置能够根据运量实时调整速度 对于大运量 带式输送机来说 保证物料断面积 的稳定性是非常 重要 的 物料少了侧压力不足 将 出现物料下滑 物 料多了则会撒料 因此为 了保证输送机按设计物料 断面积运行 本大倾角带式输送机选用变频调速驱 动装置 本主斜井带式输送机主要技术参数如下 7 2 运量 Q 5 2 0 0 t h 带宽 B 2 0 0 O mm 带速 V 5 0 m s 机长 L 4 7 1 m 提升高度 H 1 9 6 m 倾角 B 2 5 胶带型号 S T 3 5 0 0 驱动型式 头部双传动滚筒三电机驱动 功率配 比2 1 变频调速 防爆变频电机 N 1 4 0 0 k W U 3 3 0 0 V 3台 减速器 型号 ML 3 P S F 1 4 0 2 5 3台 液压制动系统 制动盘直径 1 8 m S H I 2 5 2制动 闸4对 逆止装置 D S N1 0 0 0 2台 托辊直径 1 5 9 ram 上托辊型式 2 5 6 0 深槽角托辊 3 设计 主要特点 3 1 采用多种措施保证物料稳定运行 主要有如下措施 1 运送 的原煤粒度不宜过大 在井底煤仓上 口 设置一台原煤破碎机确保粒度控制在 0 2 0 0 m m 2 运送 的原煤量要均匀 特别是不宜过少 全 部来煤经井底煤仓削峰后 由给煤机均匀给煤 3 输送带的成槽性要好 避免带强过高输送带 厚度大时承载带面在 6 0 槽角托辊组内运行应力大 造成输送带磨掼陕 托辊受力偏大使托辊寿命缩短 4 采用 防撕裂输送带时充分考虑成槽性 因素 3 2 保证给料处物料不打滑 因提升能力达 5 2 0 0 t h 在带宽选择 2 O re情况下 带速仍须 5 0 m s 才能满 足要求 因此落料段物料的 稳定性非常重要 需要提前将物料加速 给人输送带 上时接近带速 且速度方 向与带速方向越接近平行越 好 因煤仓 口下给煤机给料速度 比较小 最大速度 1 6 m s 所以须提高煤仓口 靠重力获得所需速度 3 3 井 口房 内设有输送带硫化 修补平台 由于受地理条件限制 主井 口房空间 比较 紧张 井 口房长度仅有 2 9 m 但为 了方便输送带的硫化 修 补工作 以及便于安装在线监测装置 输送带下带面 设置有一水平段 并设置硫化平 台及输送带夹持装 置 主井井 口房设备布置剖面 见图 2 3 4 所有滚筒采用陶瓷包胶 为了有效消除输送带打滑 满足逆止不打滑要 求 所有滚筒采用 C D S陶瓷包胶工艺处理 陶瓷包胶 由橡胶内嵌陶瓷块制成 对带式输送机系统的益处是 下转第 7 5页 煤矿 现代化 2 0 1 4 年第1 期 总第1 1 8 期 为了减小次重要电机的 自起动过程对同一母线 上 的重要 电机 的影响 建议对重要 电机设置变压器 单独供电 在满足限制短路电流的前提下 优先选用 较小短路 阻抗 的变压器 同时 采用软启 动器或变频 调速器起动 电机可 以有效地减小 电机 的起 动电流 避免过大的电流导致母线电压 的二次跌落 厂 二享二 二 面 j 厂 r 1 呈 二 二 二 二 二 主二 二 二 参考文献 1 张子富 化 工企业连续供 电方式的 实现 电气应用 J 1 2 0 0 6 6 9 6 9 8 2 V e n m a t h i M V a r g e s e J it h a e t a 1 I m p a ct o f g r id co n n e ct e d d i s t rib u t e d g e n e r a t io n o n v o l t a g e s a g C I n t e rna t i o n a l C o n f e r e n ce o n S u s t a in a b l e E n e r g y a n d I n t e l l ig e n t S y s t e ms S E I S C O N 2 0 1 1 P a g e s 9 1 9 6 3 R e co mm e n d e d P r a ct ice f o r M o n i t o rin g E l e ct ric P o w e r Q u a l i t y S I E E E P 1 1 5 9 Wo r k i n g G r o u p D r a f t 4 J u n 2 0 0 9 4 S t J o h n A N S U R V E Y O F R E C E N T V O L T A G E S A G P A P E R S f r o m a r o u n d t h e w o r l d C I n d u s r i al a n d C o m me r ci a l P o we r S y s t e ms T e ch n i ca l Co n f e r e n ce 1 9 9 3 P a g e s 5 2 5 4 5 祁宇 炼化企业 晃电 影响分析及对策 儿 电气应用 2 0 1 1 0 3 4 4 4 7 6 中国航空工业规划设计研究院 工业与民用配电设计手册 M 北京中国电力出版社 2 0 0 5 收稿 曰期 2 0 1 3 1 0 2 3 上接 第 7 2页 长期和多方面的 除了能有效消除输送带打滑外 还 能有效降低输送带的张力 延长输送带及滚筒的使 用寿命 同 同 l 酬 1 十 H t f 芒 竺 兰 吐 弓 一 谰埘 t l I I I l 蝴 枷 图 2 主 井井 口房设备布置剖 面图 3 5 设置挡料装置 对于大倾角带式输送机来说 最易发生的事故是 块状物料滚落造成伤人事故 因此沿输送机全长设置 了能单方 向通过物料的挡料装置 以阻止物料的向下 滚动 依据实际使用经验 间隔 2 0 m左右设置一组 3 6 设置输送 带 x射线在线监测装置 输送带 x射线在线监测装置能实时监测钢丝绳 芯输送带在使用过程 中的情况 对输送带 内钢丝绳 的断头 接头状况及输送带强度进行准确判断 并及 时预警 本着预防为主的原则 设置输送带接头在线 监测装置是十分必要的 4 结语 通过合理的参数设计 为实现设备安全 稳定运行 采用多种保障措施 五家沟主斜井大运量 大倾角深槽 带式输送机现已成功运行 五家沟煤矿主提升系统利 用现有主斜井 主提升量从 1 0 0 0 t 提