煤矿带式输送机的选型设计研究

煤矿带式输送机的选型设计研究

摘要：带式输送机是煤矿井下原煤运输的主要设备，为保证带式输送机使用

的安全性、经济性，根据井下使用需求及现场环境选择合适的带式输送机显的尤

为重要。带式输送机的选型主要包括运输能力、带宽、带速、胶带强度、制动等

方面，以安全、经济高效为原则，根据现场基础数据进行计算，参照相关规定，

选用最适合的带式输送机。

关键词：带式输送机；选型；带宽；强度；

一、前言

带式输送机作为煤矿井下原煤运输的主要设备，担负矿井原煤运输任务，在设

计选型阶段，正确的选择带式输送机是保证以后设备安全运行的前提条件。本文主要从带式

输送机驱动功率、带宽、带速、制动装置、胶带等方面的选型进行研究计算，选择满足安全

运行、运行成本低、经济高效的带式输送机。

二、带式输送机的选型

带式输送机选型所需的基础数据主要包括运量、运送物料的种类、运输长度、运输角度等参数。下面以矿井大倾角皮带机选型为例进行说明，皮带机选型的

基础数据如下：

运输长度：600米运输物料：原煤（粒度0-

300mm）运输角度：19°

年定额产量80万吨年工作日：

300d 日净提升小时：12h

（一）输送机每小时输送量的确定

Q＝A·K/M·N＝0.8×106×1.15÷(300×10)＝306t/h

式中Q——输送机小时生产能力，t/h；A——矿井年产量，0.8Mt/a；

K——不均衡系数，取K＝1.15；M——年工作日，300d；

N——日净提升小时，10h；

考虑井下综采工作面采煤机瞬间生产能力较大的可能性，为实现煤流的连续、正常运输，综合考虑各种生产因素，运输能力按400t/h设计，以满足矿井的生

产需要。

（二）带宽和带速的确定

对于带式输送机而言，带宽和带速是非常重要的两个参数，选用合理的带宽

和带速能使带式输送机的运行更加经济、可靠。增加带宽可以保证输送量的要求，但势必增加井筒断面，加大投资，且对设备运行不利；而提高带速对降低井巷工

程费用比较有利，带速愈高，物料单位长度质量愈小，所需胶带强度愈低，减速

器功率传动比减小，整机设备费用减低。但提高带速有以下不利因素：①输送机

安装质量不高，物料易在胶带上发生跳动，而使机架、托辊产生动应力及胶带跑偏；②输送机带速过高，易在巷道内扬起煤尘，增加煤尘爆炸的危险，愈易发生

人身事故，同时影响巷道通风；③带速愈高，物料对托辊的冲击增大，要求高质

量的托辊，同时输送带磨损加剧，更换成本提高。所以，输送机带速取值不仅要

在理论上合理可靠，而且必须与国内制造、安装、维护水平及通风安全要求相适应。带速与带宽有关，应先确定带宽，然后再计算带速。考虑大块度货载对托辊

产生的冲击，避免大块货载卡在两侧托辊之间，一般按货载最大块度尺寸，等于

等长三托辊的托辊长度。

即 B=3a max=3×300m m=900mm，根据输送带规格，初选带宽为

1000mm。

式中B---输送带宽度 a ma--最大块度，300mm

带速根据下列公式进行计算：

v=Q/kcrB2=400/ （291×0.9×0.9×1）=1.69

式中Q——输送量，400t/h；c——输送倾角系数，取0.9；

V——输送带带速，m/s；k——货载断面系数，取291；

r——物料集散密度，煤取0.9°； B----输送带宽度，1000mm

取标准速度为2m/s

（三）电机功率的确定

传动滚筒驱动轴功率P=（L+50）(WV/3400+Q/12230)+hQ/367=261.5KW

电机驱动功率N=Pm/η=261.5×1.2/0.81=387.5KW

式中：N—电机输出功率；P—带式输送机传动滚筒驱动轴功率

M—电动机功率备用系数，一般取1.2；η---总效率，双机取0.81

Q---输送量,400t/h；V---带速

L---输送机水平投影长度 W---单位长度机器运动部分质量，取74.

h---上运或下运输送机垂直高度，计算得195m

由以上计算可知，选择功率为200KW的电机，布置双机可满足使用要求。

（四）胶带强度的校核计算

ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带：1600 N/mm

每米机械运动部分质量（阻燃型）：q0 ＝＝55kg/m

输送带上每米物料质量：q＝Q/3.6V＝400÷（3.6×2）＝55.6kg/m

运行阻力系数：ω＝0.035

运行时的总阻力与总圆周力的计算

上皮带运行阻力（Wz）：Wz＝（q＋qo）·ω·L·cos(β)+ （q＋qo）·L·sin(β)

＝（55.6+55）×0.035×600×cos19°+（55.6+55）×600×sin 19°＝23800kg

下皮带运行阻力（Fk）：Wk＝qo·ω·L·cos(β) -qo·L·sin(β)

＝55×0.035×600×cos19°-55×600×sin19°＝-9651kg

运行时的总阻力（F）：

F＝Fz＋Fk+ F’＝23800-9651=14148kg

输送机运行时传动滚筒的总圆周力：P＝F＝14148kg

输送机张力计算:

①张力逐点计算

选用双滚筒传动,头部卸料,尾部给料

设：S1―驱动滚筒1绕出点的张力，kg；S2―机尾滚筒绕入点的张力，kg；

S3―机尾滚筒绕出点的张力，kg；S4―头部改向滚筒绕入点的张力，kg；

S5―头部改向滚筒绕出点的张力，kg；

S2 =S1+W1-2 = S1-9651 S3 = S2+W2-3 = 1.05（S1-9651） =1.05S1-10133

S4 = S3+W3-4 = 1.05S1-10133+23800 =1.05S1+13666，

S5= S4+W4-5 = （1.05S1+13666）+0.05（1.05S1+13666） =1.05

（1.05S1+13666）=1.1S1+14349

根据尤拉公式：S5 =S1 （1+（efα-1）/n）=3.18S1

S9 ＝1.1S1+14349=3.18S1 S1=6898 Smax ＝S5

=21937kg