煤矿主斜井带式输送机选型设计分析

煤矿主斜井带式输送机选型设计分析
主斜井带式输送机是现代化矿井生产中的关键环节，其重要性不言而喻，结合某矿井的开拓条件，应用简化计算方法快速准确的计算带式输送机选型所需的主要技术参数，为其选型设计提供依据，以保证主斜井带式输送机提升能力满足矿井生产能力的需要。

标签：
带式运输机；选型；技术参数
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1前言
由于带式输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少、管理维护简单、易于实现集中控制和自动化，已被广泛应用于国内大中型现代化矿井中，能保证矿井持续、稳定、安全、高效生产。

主斜井带式输送机是现代化矿井生产中的关键环节，也是决定矿井生产能力的关键。

因此，对矿井主斜井带式输送机的选型除保证安全可靠性、技术先进性之外，还应考虑经济合理性因素。

2设计基础资料
某大型矿井设计生产能力10.0Mt/a，主斜井井口标高+950m，井底标高+561m，井筒倾角16°，斜长1412m。

工作制度：年工作日330d，日净提升时间16h。

井下设井底煤仓（容量2000t，1个），输送物料为原煤。

3主斜井带式输送机主要技术参数的确定
3.1输送量的确定
根据生产能力计算公式：
Q=A·K/M·N=10.0×106×1.15÷（330×16）=2178t/h
经计算，主斜井带式输送机小时输送能力Q=2178t/h既可满足矿井10.0Mt/a 的生产能力，结合采煤工作面最大瞬间产量及大巷运输能力3000t/h的要求，为保证井下煤流系统连续和正常运输，确定主斜井带式输送机输送能力Q=3000t/h。

3.2带宽、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，增加初期投资；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。

但提高带速又会带来煤尘、运行安全、安装质量要求较高等不利因素。

根据国内外长运距、高带速、大运量、大功率带式输送机使用现状，经过反复优化计算，初步确定主斜井带式输送机带宽B=1600mm，带速V=5.0m/s。

输送机输送能力验算：Q=3600SVkρ=4325t/h
式中：输送带上物料最大截面积S=0.30m2（托辊槽角35°，动堆积角20°）；输送机倾斜系数k=0.89；物料堆积密度ρ=0.9t/m3。

经计算，其输送能力Q=4325t/h>3000t/h，满足运量要求。

4主斜井带式输送机选型计算
4.1设计参数选取
输送量Q=3000t/h，带宽B=1600mm，带速：V=50m/s，输送机斜长L=1412+35=1447m，输送机倾角β=16°，选用ST型钢丝绳芯阻燃输送带，输送物料粒度0～300mm，头部卸料、尾部给料，导料槽长L’=3m，机头设两道弹簧清扫器，机尾设两道空段清扫器。

4.2运行时的总阻力与总圆周力的计算
（1）上分支运行阻力：F1=（q+q0+q’）ω·L·cosβ=12436kg
式中：q=Q/3.6V=166.67kg/m；q0=104.96kg/m（初选带强Gx=5400N/mm）；q’=26.4kg/m（上托辊间距取a0=1.5m，B=1600mm）；ω=0.03。

（2）下分支运行阻力：F2=（q0+q”）ω·L·cosβ=4906kg
式中：q”=12.6kg/m（下托辊间距au=3m，B=1600mm）。

（3）物料提升阻力：F3=q·L·sinβ=66476kg
（4）附加阻力：F’=2 F1’+2 F2’+ F3’+ F4’+ F5’=1169kg
式中：每组弹簧清扫器阻力F1’=100B=160kg；每组空段清扫器阻力F2’=20B=32kg；导料槽阻力F3’=（1.6B2ρ+7）L’=32kg；进料加速阻力F4’=0.0142QV=213kg；绕过滚筒阻力F5’=540kg。

（5）运行时的总阻力：
Fu=F1+F2+F3+F’=12436+4906+66476+1169=84987kg
（6）输送机运行时传动滚筒的总圆周力：Fu=F=84987kg
4.3电动机功率计算
传动滚筒轴功率：PA=Fu·V/102=4166kW
电动机功率：PM=PA/η1=4166÷0.85=4901kW
式中：总传动效率η1=0.85；
根据计算结果，选用4台1250kW高压隔爆型三相异步电动机（10kV），可满足要求。

4.4输送机张力计算
按输送带允许最大下垂度计算最小张力：
承载分支：Smin≥a0（q+q0）/0.08=5093kg
回程分支：Smin≥au·q0/0.08=3936kg
可见S3、S4为负值，不满足承载分支、回程分支最小张力要求。

再按输送带垂度条件中的承载分支最小张力计算输送带最大张力，取S3=S4=5093kg，则
S2=S3-F2-fL（q0·cosβ+q”）+q0H=37123kg
S1=S2+Fu=122110kg，满足要求。

4.5输送带安全系数验算
选用ST5400型钢丝绳芯阻燃输送带，带强Gx=5400N/mm，其输送带安全系数为：m=Gx·B/Smax=7.08>[m]=7，满足要求。

4.6输送机选型结果
主斜井带式输送机带宽B=1600mm，带速V=5.0m/s，输送量Q=3000t/h，输送机长度L=1447m，输送机倾角β=16°，选用ST5400型钢丝绳芯阻燃输送带，电机功率P=1250kW（10kV），数量4台。

5结束语
带式输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少等优点，已被广泛应用于国内大中型现代化矿井中，尤其是大型现代化矿井主斜井带式输送机的选型设计，对保证矿井持续、稳定、安全、高效生产，起到了至关重要的作用，为全面建成现代化矿井提供了可靠的保证。

参考文献
[1]洪晓华，陈军.矿井运输与提升[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.
[2]毋虎城，裴文喜.矿山运输与提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，2003.。