大倾角巷道皮带机安装方法优化与实施

1、企业管理创新成果主报告成果名称：大倾角巷道皮带机安装方法优化与实施中报企业：淮北矿业集团公司朔里煤矿报送日期：2010年5月31日大倾角巷道皮带机安装方法优化与实施一、项目产生的背景朔里矿N342工作面第三部皮带机长度为170米，上山运行，巷道平均倾角22.5,普通皮带机的安装倾角一般不超过180,如超过18°时原煤很难正常运输。由于巷道倾角过大，造成大块煤及研石下滑，而且皮带机起动时，在力的作用下皮带机机身会引起倾斜。停车时在重力作用下，皮带和原煤自动下滑，造成皮带机尾被埋，从而引起皮带机跑偏、撕皮带、断带等事故，严重制约N342综采工作面的正常回采。为了使此段机巷中能够正常运输原

2、煤，朔里矿专门就大倾角皮带机的安装进行了论证，本着节约、高效、方便操作的原则，制定了几套安装方案：1、采用三部SGW-40T型链板机；2、联系生产大倾角皮带机的厂家定做大倾角皮带机；3、使用现有的SDJ-150型皮带机，增加皮带机上托辑的围包角。经过反复讨论，大家一致认为最佳方案是第三套方案。二、内涵与特征采用这种创新的皮带机安装方法，解决了以下问题：1）在大倾角巷道内可以安装皮带机，充分解决了超过18°的倾斜巷道无法安装皮带机的问题。2）皮带机采用软启动器，根据预先设定的参数，对各类故障进行全程保护。3)改变皮带机上托辑的围包角，增加原煤和皮带的接触面积，因此减少了原煤在皮带机上下

3、滑的可能性。4)创新安装工艺，降低维修工的劳动强度，提高了社会效益、经济效益和安全性能。三、主要做法(一)从设计上严格把关1、大倾角皮带机的设计与计算安装条件：输送量A=400t/h,输送机长度L=160米，倾角3=19。，带宽d=1000mm,带速v=1.9米/秒，上托辐间距1米，下托辐间距3米。电动机功率W=75X2KW,货物散集密度丫=1.0/m3。运行阻力计算：重段运行阻力：Wzh=g(q+qd+qd?XLX<i>CQS3+g(q+qd)XLKinB=10X(58.5+18.32+17)X160>0.04XCQS190+(58.5+18.32)X160Kin190=4

4、5696N式中：g取10,q每米长的胶带上货载质量，kg/m可由公式，q=A/3.6v=400/3.6*1.9=58.5kg/mqd-每米长的胶带自身重量kg/m,查表可知qd=18.32kg/m。qg?承载分支中上托辐旋转部分的质量，查表可知为17kg/m31梢型托辐的阻力系数，取0.04空段运行阻力：Wk=g(qd+qd?xLX(?COS&g>qdXLKinB=10X(18.32+15/3)X160>0.035>COS190-10X18.32xl60Xsin190=-8308NQg?承载分支中下托辐旋转部分的质量，查表可知为17/mkg。胶带张力计算：S2冶1S3

5、=1.04S1S4=1.04S3=1.042S2=1.042SiS5=S4+Wk=1.042Si+WkS6=1.04S5=1.043Si+Wk图1SDJ-150型胶带输送机计算示意图S7=S6+Wzh=1.043Si+1.04Wk+WzhS8与9=1.04S7=1.044+1.042Wk+1.04Wzh=1.17S1-1.042X8308+1.04>45696=1.17S1+38538按摩擦传动条件考虑摩擦力备用系数列方程，得S9=S11+（e庐-1）/m?（2）=S11+（e0.2*8.38-1）/1.15=4.78S1根据方程（1）与方程（2）求得S1=S2=10675NS3=111

6、02NS4=11546NS5=3238NS6=3368NS7=49063NS8/9=51028N方程（2）中：以滚筒摩擦系数取0.2;A以度和弧度为单位的围包角的摩擦系数取8.38。胶带悬垂度与强度的验算：悬垂度计算：重力段最小张力S6=3238N按悬垂度要求重段允许最小张力为由公式Smin=5（q+qd）LgTcos?g=5><58.5+18.32）M.03s1910=3631N>S6其中：Lg?-重段托辐间距，该输送机实际安装LgN1米。故胶带悬垂度不能满足要求。这就要求利用输送机的拉紧装置来保证S6点张力不小于3238N。胶带强度验算：胶带允许承受的最大张力为：Smax

7、=B*p*i/n2100X1000>6/11=54544N>S式中：B胶带宽度，cmP层帆布每厘米宽的拉断力，N/cm层,PVC橡贴整芯阻燃胶带p=1000N/cm层；n?-胶带安全系数，机械接头取11。胶带强度能够满足要求。计算牵引力与电动机功率：输送机主轴牵引力为Wo=S9-Si+0.04(S9+Si)=51028-10675+0.04(51028+10675)=42821N电动机功率为：N=Wo*v/1000y=(42821X1.9)/(1000X0.85)=95.7kW考虑15%的备用功率，电动机的容量为：1.15X95.7=110kW式中：Y为电动机效率取0.85。所以：

8、SDJ-150型皮带机(额定功率为150kw)能够满足要求。2、QJR-400Z矿用隔爆兼本质安全型软/直起动器的使用工作原理电动机的转矩与加在定子端的电压平方成正比，电动机电流与定子端的电压成正比。因此，可以通过控制定子端的电压，对起动转矩和起动电流进行控制，从而控制电机的转速以达到软起的目的。通过软起动保护器控制可控硅导通角对起动电压的输出进行控制。软起动器主回路采用三对反并联晶闸管，利用全数字控制技术，完成电机端电压与电流的控制，从而实现电动机的软起动及运行保护等功能。工作时，软起动器接收到控制信号后，根据预先设定的参数，控制三相晶闸管的导通角，使电动机按设定模式平滑起动。起动结束后，由

9、控制器发出信号，使旁路真空接触器闭合，晶闸管暂停工作。微处理器对运行参数继续监视，对各类故障进行全程保护。需要停车时，给出停车信号后，晶闸管迅速投入工作，真空接触器断开，起动器按设定的停车模式实现软停车。结构特征软起动器由撬型底架上的方型隔爆外壳和芯架可移动小车组成，外壳由上下俩部分组成，外壳上部为接线腔，下部为主腔。接线腔的电缆引入装置采用压盘式引入装置，前门采用快开门结构。开门时，先顺时针转动门右边锁孔里的门闩，直至门闩完全脱离锁孔，然后将门手柄顺时针旋转，使门平移且脱离卡块后方可把门打开。快开门与隔离开关有可靠的机械连锁，保证只有隔离开关处于断开的位置时，门才可以打开。在门打开后，使用正

10、常的操作方法不能合上隔离开关。主腔内有软起动控制保护器、可控硅组件、控制变压器和旁路接触器，阻容吸收，中间继电器，这些部件均安装在抽屉式机架上，快开门打开后，小车可沿着轨道拉出，以便安装和现场维护使用。小车与箱体的电气连接采用接插式连接。芯架小车的底部有一组可控硅组件，与芯架的电气连接也采用了丝杠导入接插式连接，极大的方便了安装与维修。主要功能特点。 结构及操作简单。采用抽屉式芯架，方便维护更换。具有就地/远程控制功能，并可通过可编程序控制器（PLC）或其他设备对其进行集群控制，方便实现多台联动。 基于MCU连续采样，根据设定初始起动力矩，采用力矩为目标函数算法，实现首脉冲准对称措施，减小初始

11、力矩冲击，使电机的起动过程更平滑。 采用先进的全数字控制技术与现代电力电子器件，具有限流软起动、突跳起动、恒流起动、自然停车、软停车、漏电闭锁、起动监测、过载反时限保护、断相保护、短路保护及故障报警等功能，同时，软起动时间（060S）、起始电压（30%100%Ue）、限流（1.5-4）Ie、停止时间（0-60）S连续可调，可以根据负荷情况设定。通过控制电动机的起动电压，避免了起动转矩和起动电流的过大峰值。一方面可以使工作机械免受交流电动机起动过程中过大的加速转矩应力，另一方面也使供电系统避免受到过大起动电流的冲击，大大减轻了作用在被传送物体上的机械应力，减小了工作机械和传动装置的零部件磨损，从

12、而减少了维护，提高了工作安全性，延长了设备的使用寿命。软起动器具有自诊断和全程保护功能。当保护动作时中文显示故障类型和数码显示故障代码，并设有远传节点，且同时记录故障发生时刻的电流与电压。便于正确判断故障原因，快速排除故障，大大方便了维修。皮带机开关使用QJR-400型真空软启动开关，使皮带机平缓启动，避免因皮带机突然启动造成的原煤颠簸而撒煤，同时可以减少皮带突然张起对托辐的冲击，减少断托辐事故。(二)在维护和保养上严细要求1、试运转期间应进行下列工作：(1)、检查输送机各运转部位应无明显噪音。(2)、各轴承无异常温升。(3)、检查各滚筒、托辐的转动及紧固情况。(4)、清扫器的清扫效果。(5)

13、、输送带的松紧程度。(6)、各电气设备按钮应灵敏可靠。2、安全操作：(1)须尽量降低落料高度和减少物料对输送带的的冲击，以免砸坏输送带。(2)、须及时排除引起跑偏因素。(3)、坚持维修制度，避免人机事故发生。(4)保证空载启动或停车，严守操作规程顺序。(5)作好设备使用维护记录，作好交接班工作。3、维护保养：(1)检查胶带的接头部位是否有异常情况，如割伤、裂纹等及其他原因造成的损坏。(2)胶带的上下层胶是否有磨损处。(3)检查清扫装置的刮板，是否有严重磨损而与胶带不能紧密接触，如有则应调整或更换刮板。(4)保持每个托辑转动灵活，更换不转、损坏的托辑。4、定期检修(1)定期给各种轴承加油。(2)

14、所有地脚螺栓，横梁连结螺栓均重新加油紧固。(3)修理或更换磨损的其他零件或部件。(4)及时检查、更换皮带皮带扣或更换胶带，防止断带事故的发生。(三)在安装工艺上保证1、在安装前对皮带机机头与机尾处巷道进行卧底处理，使皮带机机头处巷道倾角在3°以下，从而使减速机处于水平位置，在油量符合标准的前提下，减速机各部分齿轮能够得到良好的润滑。机尾处巷道倾角控制在10°以下，使机尾处卸煤点巷道倾角降低，大块原煤在卸载点不下滑，保证原煤能正常运输。2、机身部分杠杆和“H”架使用螺栓连接（原使用胀销），增加机身的稳定性；皮带机储带装置与皮带机“H”架之间采用过渡架，从皮带机储带装置后第一架

15、开始，H”架分别加高300mm、200mm、100mm,使皮带机机身高度平稳过渡至正常“H”架。3、在皮带机减速器上加装逆止装置：在皮带机减速器上安装抱闸电动机，防止皮带机突然停运时的皮带下滑现象。同时在卸载滚筒与底皮带之间安装一块防滑皮带，降低了皮带在停车时下滑的可能性，加装逆止装置以后可有效的减少埋机尾事故的发生，减少因埋机尾而造成的断带事故。4、使用KHP173型煤矿用带式输送机综合保护装置来进行皮带机远方控制，通过皮带机棕保的主接点和延时接点，分别控制抱闸电动机开关和软启动器，同时此装置还具有堆煤、跑偏、低速、温度、烟雾、急停、撕带保护功能。5、改变皮带机上托辑的围包角，使用特殊加工的

16、上托辐（加长上托辑的中间托辐）使上托辑的围包角为45（普通上托辑的围包角为30°）改变原煤在皮带上堆积角，增加原煤和皮带的接触面积，从而增加原煤和皮带机的摩擦力，因此减少了原煤在皮带机上下滑的可能性，使机尾处在突然停车时原煤下滚量极大减少，降低职工清理机尾原煤的劳动强度。改变上托辐围包角后，上皮带的与托辑的接触面积增大，因此皮带与托辐的摩擦力增加，皮带跑偏的可能性几乎为零，减少了因皮带跑偏造成的撒煤现象。6、使用特制的“H”架，在普通SDJ-150型H”架的基础上加以改10进，H”架的高度增加200mm（下托辑与上托辑之间的距离增加100mm,下托辑与地面之间的距离增加100mm）,

17、防止因上托辐围包角改变（托辐的下垂度增加）造成上皮带磨下托辐现象。7、皮带机中间“H”架每隔20米用地锚固定，增加皮带机机身的稳定性，防止因巷道角度过大，造成皮带机起动时“H”架前倾现象。四、实施效果1、社会效益在大倾角巷道中安装皮带机，填补了集团公司在大倾角巷道中安装皮带机的空白，为N342工作面的正常回采打下了坚实的基础。止匕皮带机现已正常运行，确保了朔里煤矿N342综采工作面的正常回采。2、安全效益使用该输送机比使用普通皮带机事故明显减少，减少了设备维护量，由于增加了上托辑的围包角，从而增加了胶带与上托辑的接触面积，在原煤和皮带机本身重力的作用下，胶带与托辐的摩擦力相应增加，因此胶带不跑偏，减少了因胶带跑偏带来的各种事故，降低了职工的劳动强度。有效的防止了零星的块煤因带速过快和倾角大易下滑而从皮带上飞出而伤及巷道内行人。3、经济效益1）节约人工费用与安装三部链板机相比，每天可减少司机4人（按每天两班出煤，每班可以减少司机2人），维护工2人，职工工资按年人均4.2万元计算，年可节省人工费用4.2>6=25.2万元。112）节约电费每天按运行16小时计算，每月可节约电费：30X16X180X0.5=43200（元），（与安装三部链板机相比减少