大倾角胶带运输机的技术研究和应用

郑州煤炭工业集团有限责任公司超化煤矿

31采区大倾角胶带运输机的技术

研究和应用

研

究

报

告

二○○九年三月

目录

概述 (2)

一、问题的提出与解措 (3)

二、方案的研究与确定 (5)

2.1 深槽构造与挡渣、纠偏、压带的应用 (5)

2.2 现场冷硫化包胶技术的应用 (8)

2.3 机尾张紧装置的改造 (9)

2.4 关于31“辅机”的设计与探讨 (9)

三、31皮带下山胶带运输机选型验算 (11)

四、关键技术及创新点 (20)

五、社会效益与经济效应分析 (22)

六、结论 (23)

附图 (24)

概述

超化煤矿31皮带下山皮带运输机是一部位于大斜坡，集运掘进矸石、煤于一体的胶带输送机。铺设的大倾角皮带，担负31三条下山掘进出碴、31采区工作面主煤流运输及22141下付巷掘进出煤的任务。31下山皮带位于回风巷，条件差，湿度较大。31皮带是超化煤矿唯一安装的大倾角皮带机，该胶带输送机原为大平矿一台闲置的设备，我矿通过集团公司协调，调入我矿应用于大倾角巷道。我矿工程技术人员根据31皮带巷原始参数，对整部胶带机功率、带宽、胶带强度、逆止力矩、制动力矩等进行改造选型。结合31皮带巷的实际条件对原有胶带输送机采取深槽构造，加装槽型压带装置和挡碴装置，在胶带打滑处加铺摩擦胶带机增大摩擦因素，对主滚筒采用新工艺重新包胶等举措，加以改进、投用，已取得良好的效果。成功完成了31皮带机对煤碴的运输任务。保证下山的顺利掘进。

一、问题的提出与解决方案

自2008年2月份安装投用以来陆续出现由于环境、运输条件、运量、碴块等原因导致物料在运输过程中出现翻滚、转动，皮带、滚筒打滑等隐患。大倾角胶带滚筒打滑是胶带运输一直面临的难题，一方面是驱动滚筒与胶带摩擦因素不足以带动胶带运转，另一方面则是由于巷道运输条件导致单机运行无法带动整机运行。

在对31皮带的改造过程中面临的：

①普通胶带不能满足物料运输的能力，且运输坡度大于15°时物料极容易在胶带上翻滚甚至掉落从而造成事故。

②由于环境、运量等因素，出现因湿度大、斜坡倾角大，导致运输过程中出现胶带打滑等一系列问题，严重制约了工程进度。

③随着开采深度的增加，原胶带机机尾采用锚杆固定移动不方便。31皮带下山的掘进任务，出碴路线面临很大选择。因此为了在掘进过程中能够充分利用胶带输送机的连续运输、高效的特性，结合现实条件，通过技术加工改造，实现碴块的连续运输。

针对以上问题超化矿工程技术人员通过研究论证，从根本上解决了大倾角物料运输、胶带漂高、跑偏和胶带滚筒打滑的问题；通过对耙斗装岩机的改进彻底改变了原有的矿车循环运输的局面，实现了胶带运输机对煤碴的连续运输；在电气控制上将“辅机”电机控制开关与主电机控制实现电气集中控制，减少了电机因起动不同

步而造成的胶带与滚筒相互摩擦而对胶带的影响。避免了胶带运行事故的发生。通过实际运行证明改造后的胶带机在实际应用中取得了良好效果。解决了在运输过程中存在的安全隐患。

二、方案的研究与确定

该输送机胶带采用摩擦因素大的整芯“人”字型花纹胶带，皮带机采用四节深槽上托辊组使槽形角达到60°,另外在整部皮带机每20米安装一套压带辊组、每30米安装一套挡煤板。面对以上难题，经超化矿工程技术人员讨论、研究决定：

①采用深槽构造，加大胶带成槽性，并在原深槽基础上增加挡碴、挡偏、压带装置；

②采用TOP冷粘新工艺，对皮带机驱动滚筒现场包胶；

③对原有皮带中部加装一台摩擦带式运输机（以下简称“辅机”），以解决胶带机打滑现象。

④在皮带机尾我们采用大功率耙碴机，通过延伸耙碴机的中间槽长度并在胶带机机尾安装设计承接装置，使耙碴机溜槽口与胶带输送机实现了对接。

2.1 深槽构造与挡碴、纠偏、压带的应用

1）、鉴于大倾角皮带机的特殊情况，在上托辊我们采用4节深槽上托辊加大胶带的成槽性，使胶带的槽型角达到60°，同时也增大了物料断面的动堆积角θ。增大胶带与物料之间的摩擦面积，防止物料下滑和滚动。

(附图一）

槽型托辊安装图

普通胶带输送机上托辊都是采用三连棍或三短棍相连改变胶带的槽型角，采用4节短辊能通过挤压使胶带槽型角增大，对于大倾角皮带更具实际意义。

2）、31大倾角皮带上运平均坡度达24°，若由于胶带摩擦系数小，煤矸等载物很容易变滑动摩擦为滚动摩擦。因此为增大胶带本身的摩擦系数，胶带采用“人”字形花纹带，增加运载货物与胶带之间的摩擦系数，防止物料的下滑。对于坡度较小的胶带输送机，采用普通质地的PVG或PVC胶带即可满足要求，“人”字形花纹带能增加运载货物与胶带之间的摩擦因素，应用于31大倾角很具实践意义。

3）、运载的矸石的形状在很大意义上影响货物与胶带的密合度。为防止矸石的滚动下滑，根据现场条件在机架上每30m加装一套挡碴装置，挡碴装置采用单向转动，上皮带运行方向为挡碴装置转动方向，皮带运行时挡碴装置正常开合，即在胶带运行方向货物在运载过程中在自动触碰开挡碴装置，若发生矸石下滑也能将矸石阻挡

(附图二）

(附图三）

在挡碴装置之上，大碴块则无法继续下滑，起到阻挡碴块下滑的目的。有效的避免了矸石的回运。

挡碴装置安装图

4）、在设计安装及皮带安装过程中，由于巷道条件及地质条件的影响，在胶带机安装后出现的胶带机不平及皮带中心不在一条中心线上，出现的皮带跑偏和局部胶带的漂高问题。在胶带机沿线每20m 安装一套槽型压带装置。压带装置上的压带辊一方面能防止由于巷道倾角不一而导致胶带的漂高，另一方面两边改造新增的挡偏辊能有效防止胶带跑偏。

压带辊、挡偏辊安装图

2.2 现场冷硫化包胶技术的应用

包胶滚筒是皮带输送运输系统中重要部件和组成部分。滚筒的包胶能有效改善输送系统的运行状况,保护金属滚筒不被磨损,防止输送带的打滑,使滚筒与皮带同步运转,从而保证皮带高效的、大运量的运转。滚筒的包胶还能有效的增大滚筒与皮带之间的滑动摩擦,减少滚筒表面的物料粘结,从而减小皮带的跑偏和磨损。

滚筒在长时间运行过程中，会出现正常或意外的磨损、老化等问题、导致皮带打滑现象的发生、直接影响生产的正常运行。传统的热硫化包胶的滚筒由于硫化压强低，硫含量偏高而耐磨性能差，使用中易老化。采用德国TOP冷粘新工艺、TOP冷硫化包胶技术橡胶密实度高，耐磨性强，寿命为热包胶的数倍；且摩擦系数高，大大降低了胶带应力；橡胶弹性佳，防粘附性能好。并且综合成本大大低于传统的热包胶。

由于长时间运行及环境制约导致对输送带的附着力下降，清洁功能差。滚筒包胶就解决了这一问题，其材料主要有：耐磨防滑橡胶板、阻燃橡胶板、阻燃抗静电橡胶板、超耐磨橡胶板。选择合适胶板及配套的胶水。