煤矿井下胶带输送机巷道设计

为提高皮带机运输倾角，可采取以下措施： （1）装料点处尽量平缓，条件允许时，装料点最好布置在水平段； （2）对含水量高的物料采取脱水措施，实现煤水分离； （3）选用特殊胶带，如花纹胶带等； （4）选用深槽托辊组。
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（二）曲率半径公式
《DTⅡ（A）型带式输送机设计手册》中曲率半径的计算公式：
（1） 凸弧段的最小曲率半径公式:
图一
图一为一胶带输送机通风系统设计实例，通过二皮回风联的设计，用以保证在胶带 输送机巷道为回风巷的情况下，机头电控硐室处于进风的新鲜风流中。
设计原则
（1） 巷道设计应考虑设置便于检修、更换重要设备、部件的联络巷； （2） 辅助运输系统应布置在行人侧，可采取轨道运输或单轨吊等； （3） 辅助运输系统应延伸至所有重要设备、部件安装地点（包括胶带输送机里侧）
于15m（便于煤泥水清理与设备运输）。 （2） 胶带更换段空间： —— 应处于水平巷道或者坡度不大于1°（保证胶带不自滑）的斜
巷（应考虑设置在势能较低的位置）；（综合摩擦系数取0.023） —— 考虑更换胶带区域行人侧的距帮间隙（建议不小于B（带宽）
+1000mm ），且要考虑管路、电缆的影响。 （3） 胶带硫化空间： —— 考虑非行人侧与帮部间隙、距顶板高度。
FU F1 F2 F3 FN 1.1(F1 F2 F3)
计算电机轴功率：
N KFUV 1.35FUV 102 102
确定驱动滚筒和电机数量；
（1）驱动滚筒和驱动单元的数量取决于驱动总功率的大小。 （2）为提高皮带机运行的可靠性，尽量不要采用单滚筒、单电机的驱动
方 式。 （3）为降低驱动单元的体积和重量、方便运输和维护，应尽量增加驱动
S3 e2
S在1 围包角全部用满时S2，
FU1 FU 2 FU
FU 2
FU1
S1m in

CFU 1 e1 1

(
CFU 1)(e1
1)
S3 S2 2 S2 S1
启动系数C 皮带机启动时的圆周力
C 皮带机正常运行时的圆周力
FU ma FU
清理优先考虑斗提机。 （3） 沿线排水可采取的几种方式：
①在适当位置增加联络巷实现自流； ②在低洼点打泄水孔自流； ③在低洼点设置排水设备，推广使用自动排水装置。 （4）条件许可的皮带机巷道，可以考虑安装固液分离设备。
（1）皮带机巷道应优先考虑布置在进风巷； （2）如果无法布置在进风巷，应至少确保电气设备 及驱动单元始终处于新鲜风流中。
设计计算
承载分支的运行阻力
F1 (qRO qG qB ) f Lh (26.325 115 40.8) 0.03 2000 10928(Kg)
织物带
R1≥（38～42）B×sinλ B为带宽；λ为托辊槽形角（λ=35°）
B=1000，R1=22～ 24m。
钢丝绳芯带 R1≥（100～167）B×sinλ B=1000，R1=58～ 96m。
（2） 凹弧段的最小曲率半径公式：
R S qB
S：凹弧段起点处胶带张力； qB： 每米胶带质量。
（3） 凹弧段的曲率半径应保证胶带在任何工况下胶带都不脱离托辊，当空间布 置困难，凹弧段半径达不到设计要求，胶带有可能飘带时，应采取防止胶带与其 它物体碰撞的措施或设置安全装置；根据设计经验，大型皮带机的凹弧段曲率半 径通常不小于300~500m 。
以下为一部胶带输送机的设计实例，在相同的驱 动单元数量及功率的情况下，计算两种驱动单元布置 方式的胶带输送机安全系数以及张力的差异。 （1）基本参数如下：
设计实例
运量： Q 2100t / h 带宽： B 1200mm 带速：V 4m / s
运输距离： Lh 2000m 垂直提升高度： H 0m
F1

(70

Q 3.6V
)
0.03L
F2 (qRU qB ) fL
B 1200 F2 40 0.03L 1.2L
B 1400 F2 50 0.03L 1.5L
物料提升阻力；
F3

qG H

QH 3.6V
特种阻力FN。(计算较麻烦，以系数代替）
总圆周力Fu：
确定功率配比
对头部双驱动滚筒集中驱动的皮带机，常用的功率配比有： 1:1，2:2， 2:1，应根据实际情况按照充分利用传动滚筒围包角，最 大限度降低胶带强度、提高胶带安全系数的原则确定，最合理、最常 用的功率配比为2:1。
2
1
S2 S1 CFU1 S3 S2 CFU 2
S2 e1
—— 巷道设计应考虑的各种间隙
（1）考虑机头与机尾设备与巷道边帮的间隙： 满足设备运输、起吊及更换空间需要；建议机头、机尾设备与巷道边帮最小距离 不小于800mm； （2）考虑机身与巷道两侧边帮的间隙：满足日常检修需要； 建议机身与巷道边帮间隙行人侧不小于1200mm，非行人侧不小于700mm； （3）在有应力集中区或受应力影响区域， 考虑巷道受动压影响，胶带输送机各 部件与巷道边帮应在保证最小间隙的基础上，建议再适当增加100～300mm， 即行人侧1300~1500mm，非行人侧800~1000mm。
目录
一、胶带输送机巷道设计
1、 巷 道 坡 度 的 设 计 要 求 2、巷 道 设 计 应 考 虑 的 各 种 间 隙 3、巷 道 排 水 系 统 设 计 4、巷 道 通 风 系 统 设 计 5、巷 道 辅 助 运 输 系 统 设 计 6、转 载 形 式 及 其 空 间 要 求 7、设 备 更 换 维 护 空 间
单元的数量，减小单机功率。 （4）在总功率一定的前提下，应按带强相同、安全系数最大或安全系数
相同、带强最低的原则确定驱动滚筒和驱动单元的数量。 （5）应考虑功率平衡问题。 （6）应考虑皮带机的总体造价。
典型的驱动单元布置（头部集中驱动）
头尾驱动布置，适合长运距水平运输皮带机 头部、中间和尾部驱动布置，适合特长水平运输皮带机 头部和中间驱动布置，适合向上运输皮带机
（一）最大倾角规定
《煤炭工业矿井设计规范》中规定上运倾角不宜大于18°， 下运不应大于16°。2016版《煤矿安全规程》第五百七十条规 定：最大倾角上行不得大于16°，严寒地区不得大于14°，下行 不得大于12°。特种带式输送机不受此限。但根据现场实际使用 经验，建议皮带机最大倾角： （1） 输送干燥物料，最大倾角可取12°； （2） 物料含水量不超10%时，最大倾角可取10°； （3） 含水量超15%时，最大倾角应不大于8° 。
F1 F2 FU
F1 F2
e
FMin

L( qB qG 8hrMax
)g
hr

h L
hr 0.01
驱动装置的布置 驱动装置布置布置主要有以下几种：
平行轴对称布置
直交（垂直）轴对称布置
平行轴非对称布置
直交（垂直）轴非对称布置
平行轴减速器的优点是没有伞齿轮，可靠性较垂直轴略高，巷道开拓量比垂直轴大。 对称布置的优点：巷道开拓量小；缺点是减速器增加一个品种，管理不便。
带式输送机停车减速度应符合下列规定：
(1)带式输送机减速停车时平均减速度不应大于 0.3m / s；2 (2)大型及中长距离以上的带式输送机，平均停车减速度不宜大于 0.2m / s2； (3)倾角变化大、布置复杂的长距离带式输送机平均停车减速度不宜大于 0.1m / s。2
计算输送带张力
输送带张力应满足下列要求： (1) 在任何工况下，输送带与传动滚筒之间都不应打滑； (2) 相邻两托辊组间的输送带垂度不应超过允许值。
便于人员行走与排水。
（二）驱动单元冷却水排放
（1）胶带输送机驱动单元（包括变频器）冷却水应使用水箱+水泵， 实现闭式循环，冷却方式可采取风-水或水-水交换冷却。
（2）无法实现闭式循环的，可将冷却水直接排放至巷道排水沟中， 再通过排水系统外排至水仓。
（三）防尘水及顶板水排放
（1） 巷道内应设置排水沟，集中排放。 （2） 在巷道斜巷下变坡点或低洼点应考虑施工沉淀池，沉淀池煤泥
qRU

26.56 3
8.86(Kg
/
m)
输送机承载分支和回程分支每米输送带的质量： qB 34 1.2 40.8(Kg / m)
每米胶带上输送物料的质量：
qG

Q 3.6V

1650 3.6 4
115(kg / m)
模拟摩擦系数：
根据《DTⅡ型固定带式输送机设计选用手册》表34，选 f 0.03 。
二、胶带输送机设计
1、胶带输送机带速、带宽的选择 2、胶带输送机设计与选型 3、胶带输送机的软启动方式 4、胶带输送机滚筒、机架及附件 5、胶带输送机运行及维护 6、上运胶带输送机的设计
——带速带宽选择的基本原则：
（一）
选择原则
（1） 应综合考虑运量、巷道地质条件等因素选择带宽、带速； （2） 应优先选择高带速（降低投资、节能）。 （3） 应优先选择运煤量与胶带强度比值高的带宽与带速。 （4） 两条皮带机没有中间缓冲煤仓，直接搭接时，下一级皮带机的速
启动加速度a越小，C的值就越小，皮带机越平稳，通常情况下， 如果采用软启动方式，a值应小于0.1，C值约为1.1~1.3，采用普通启动方 式，a的值要超过0.3，C值为1.5~2。上运皮带机的C值小，平运皮带机的C 值大，平运距离越长，C值越大。
带式输送机启动加速度应符合下列规定：
(1)带式输送机的平均启动加速度不应大于 0.3m / s2； (2)机长超过 500m的带式输送机（电动工况）或机长超过200m 的下运带式输 送机（发电工况），平均启动加速度不宜大于 0.2m / s2； (3)倾角变化大、布置复杂的长距离带式输送机平均启动加速度不宜大于0.1m / s2。
H1 3000 ~ 3500 mm H3 200 ~ 300 mm H 4 450 ~ 600 mm
起吊梁高度（梁底面距地面高度）：
H 4000 ~ 4500mm
（一）排水系统的设计原则
——利用巷道走势实现自流，最大程度减少排水设备。 ——对巷道进行全断面水泥硬化处理并设置排水沟，
便于维修与更换设备（见图二）； （4）为便于敷设新胶带、回收旧胶带，建议在更换胶带处安装绞车和开关硐室； （5）固定安装的永久性皮带机巷道底板应做硬化处理。
图二 ：胶带输送机辅助运输系统实例 图二：为一部胶带输送机驱动部附近辅助运输系统的设计实例，通过皮带联络巷可以将驱 动部各设备运输至安装更换位置，但要保证联络巷附近的胶带输送机机架的高度以及驱动 部各设备距离两边帮部的距离满足运输要求。
拉紧装置 为减小拉紧力，拉紧装置应尽量布置在胶带张力最小的区域，水平皮 带机应布置在头部驱动动滚筒胶带奔离点附近。上、下运皮带机尤其 是倾角较大的（大于12度）皮带机应优先考虑采用机尾重锤拉紧方案 ，但为了方便维护和管理，如果采用液压拉紧或绞车拉紧，则应布置 在头部附近。
逆止器和制动器 为确保皮带机的安全运行，按照设计规范和煤矿安全规程的要求，上 运皮带机必须同时安装逆止器和制动器，下运皮带机则必须安装软制 动器（指减速度可控）。带速较高、运距较长的水平皮带机也应安装 制动器。
（2） 主要技术参数确定如下：
输送机承载分支的托辊间距： a0 1.2m 输送机回程分支的托辊间距： au 3m
托辊直径： d 159mm
选用胶带：ST2000
输送机承载分支每米机长托辊旋转部分质量：
qRO

10.53 1.2
3

26.325
(
Kg
/
m)
输送机回程分支每米机长托辊旋转部分质量：
——转载形式与空间要求
（1） 优先选用中间缓冲煤仓（溜煤眼）配合给煤机转载，以减少相互 影响。 （2） 两胶带输送机直接搭接时，考虑卸载滚筒与搭接皮带的高差： —保证搭接皮带可以有足够空间加装溜槽； —满足清扫器清扫的煤泥实现自流的需要（考虑顺煤板的安装角度）。
（1） 设备更换空间： —— 机头段应考虑处于水平巷道，卸载滚筒与驱动单元的距离不小
度和带宽至少要与上一级皮带机匹配。
胶带输送机理论运量表
（二） 胶带输送机理论
运量表
皮带机的设计计算
计算皮带机的运行阻力（圆周力）Fu： 承载分支的运行阻力；
F1 (qRO qB qG ) fL
B 1200
F1

(60

Q 3.6V
)

0.03L
回程分支的运行阻力
B 1400