矿用双层下运带式输送机在煤矿中的应用

1概述

随着我国煤矿、矿山采掘综采系统的推广和普及，巷道运输的瓶颈已严重制约了煤矿产能的提升。目前绝大多数井下巷道为单线路输送系统，井下掘进产生的矸石和采掘的原煤均是通过一条输送机分时输送，这就造成了掘进和采掘相互影响的关系，即采掘和掘进无法同时进行，严重影响了生产效率。由于国内煤矿大多数是多煤层、多煤质的煤矿，不同煤质的原煤只能混合输送出矿井，增加了后续分选难度，降低了煤炭品质和销售价格，减少了煤矿企业利润。

同时煤矿在井下转运过程中会产生大量粉尘，严重污染了井下空气，在粉尘浓度聚集的地方甚至会发生爆炸，据统计矿井中粉尘80%来自于输送转运过程产生的粉尘，每输送一吨煤将有10克煤粉产生、一个年产100万吨的煤矿每年会产生10吨煤矿粉尘，转运粉尘已经严重影响井下作业的人生安全以及矿井的开采工作。

矿用双层下运带式输送机布置简图

2设计分析

根据煤矿的实际情况，通过科学严谨的设计分析、巧妙的构思自主研发。针对双层输送结构设计、动态分析及三维模拟设计、PLC监控系统设计技术、高效节能托辊的设计、自动纠偏装置设计、电机负载发电及反馈电网系统等技术进行深入研究和开发;针对一点定位多点加工工艺、大型强力滚筒制造工艺、热处理消除焊接应力工艺、高效节能托辊制作工艺等开展了一系列的研究和技术攻关，逐一克服了上述技术难点。矿用双层双运带式输送机”产品可在不增加巷道投资的情况下，能够将输送量提高一倍，具有节约空间、运量大、安装方便、安全性能高的特点。产品达到以下技术性能标准：

（1）最大输送倾角负13°、长度600m、双层向下输，输送量800吨/小时，功率：4×280kw

（2）利用物料下运发电，能量转化利用率达到80%以上。

（3）设备启动制动加速度小于0.05m/S2。

（4）實现控制自动化、通讯网络化和管理信息化。

3主要设计特点

3.1矿用双层下运结构设计

根据具体项目情况，设计上下层输送带带宽及上下布置形式（上下相同、上大下小、上小下大）;驱动方式及布置情况，同时配置相应的中部机架、上下承载托辊、防飘带装置、张紧装置（设置在张力最小处）等。使该结构即提高了运输效率，又保证了设备安全稳定运行，降低了巷道的投资和运输成本，解决了煤和煤矸石同时运输的难题。

3.2高性能托辊研制

采用新型高强度耐磨陶瓷材料替代传统钢结构形式，采用拉光轴加特制挡圈定位、ABS高强度多重迷宫式密封等特殊结构设计，简化了产品结构，同时产品性能、使用寿命、生产效率等得到大幅提高，生产成本大幅降低。

3.3电机负载发电及反馈电网驱动装置

采用IGBT逆变控制系统将电机处于发电制动工况下的电能，通过直流共母线技术+变频制动技术将电能反馈电网，采用多级电抗+正弦波滤波技术提高反馈电流质量，将产生的电能提供给煤矿照明等系统使用，使矿用双层下运带式输送机（向下运输条件）能量转化利用率达到80%以上。

3.4无尘转载系统

自主研发“曲线缓冲”、“诱导风控制”、等新技术开发出无尘转载系统，该系统能有效解决物料转运过程产生粉尘的情况，将输送系统粉尘浓度控制在10mg/m3以内，实现了输送转载过程的粉尘治理，改善了工作环境，保证井下工作人员的人生安全，防止粉尘对空气造成污染。

3.5全自动纠偏装置

采用自动挡辊和四连杆机构，通过输送带运动和托辊旋转产生的切向分力自动使输送带居中运行。具有纠偏性能高、无需人工调整，有效保证了输送机的安全运行，是防止输送机跑偏、保证设备安全运行的关键产品。

4结论

通过科学的设计、独特的构思，将普通的单承载面输送机变为双承载面输送机布置在同一巷道中，解决了双层输送的整体布置、长距离动力驱动设计、双层共振、及双层独立输送等技术难题。形成有限元分析、变频控制技术、远程监控等多项行业内领先的设计及制作技术，这些技术都可以应用在普通带式输送机上，将大大提高带式输送机设计和制作水平，为带式输送机向长距离、大角度、大运量、高带速方向发展提供了有力的理论和实践支撑。能量转化利用技术实现能量转化并合理利用，该技术打破传统高能耗的下运输送方式，提供了一种安全节能、利用再生动能发电的新技术。

作者简介：

刘刚，性别：男，民族：汉，籍贯：四川省内江市资中县，当前职务：技术骨干，当前职称：机械工程师（中级），学历：全日制大专，研究方向：制造业.