长春兴煤业主斜井带式输送机增速改造及安全运行研究

吴继臣

（山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司，山西 大同 037100）

摘要：山煤集团左云长春兴煤业主斜井选用DTC120/65/2×630型大倾角带式输送机，设计能力650 t/h，胶带宽度1 200 mm，运行速度2.5 m/s，运输长度680 m，提升高度302 m，皮带机倾角26.7°。随着生产的需要，原输送机暴露出许多缺点，运输能力无法满足矿井生产需要，满载运行会对机械设备和皮带冲击很大，影响其使用寿命，并增加检修时间，且有时煤量大会发生皮带“压死”即停机后皮带无法启动的现象。主斜井是长春兴矿原煤运输的咽喉部位，为保障主斜井带式输送机的安全运行，经与宁夏天地西北煤机有限公司反复研究、计算，决定对主斜井带式输送机进行增速改造，同时对改造后的安全运行进行了进一步研究。

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关键词 ：主斜井；带式输送机；煤量大；增速改造

1原输送机运行状况

主斜井带式输送机担负着我矿井下的原煤运输任务，是我矿原煤运输的咽喉设备。井下西二下盘区大巷带式输送机使用的1 200 mm皮带，经转载主斜井带式输送机，现对这两部带式输送机基本参数进行对比（表1）。

从数据看，主斜井带式输送机无法满足井下原煤运输的要求，随着工作面的推进，主斜井带式输送机担负的原煤运输任务逐渐繁重且存在诸多安全隐患。当皮带过煤量加大时，会导致机械设备及电气保护装置处于临界状态，多次发生皮带“压死”，即过载停机后无法启动。同时对机械设备和皮带冲击很大，影响其使用寿命，也增加了检修时间。

2主斜井带式输送机增速改造方案

（1） 经与宁夏天地西北煤机有限公司反复研究、计算，在其提供的4种方案中采用最经济、设计/更换时间周期最短的方案，即带速提高到3.15 m/s，输送能力增加到1 000 t/h，减速器速比不变，增加传动滚筒直径，将原直径为1.25 m改为1.6 m。

（2） 带式输送机功率配比采用等功率分配法，在头部双滚筒驱动时，其圆周率分配比值仅与滚筒的围包角ψ和摩擦系数μ值有关。建议采用2∶1功率配比，但结合现场实际情况，现有驱动部位于主斜井皮带机房2楼，从皮带机中心线到机房的内壁尺寸为3.6 m，而驱动部最大外形为6.9 m，即便机房开洞可以满足驱动部的布置要求，也无法满足驱动部基础施工要求（2层楼板没有延伸的位置），故采用1∶1∶1的功率配比方式。

功率计算：

轴功率：

PA=Fuv/1 000=303 241×3.15/1 000≈955.2 kW

电机功率：

Pm=PA/η=955.2/0.85≈1 123.8 kW

单机功率：

P单=1 123.8/3=374.6 kW

此输送机选用的电机为630 kW，电机备用系数n=630/374.6≈1.68（国家相关标准n=1.5），满足要求。

（3） 托辊校验。上托辊间距ao=1 200 mm，上托辊槽角λ=60°，旋转部分质量为28.02 kg，托辊直径?=133 mm，轴承选用6305/C4；下托辊间距au=3 000 mm，下托辊为下平托辊，倾角λ=0°，旋转部分质量为7.4 kg，托辊直径?=133 mm，轴承选用6305/C4。

托辊校核：

n=60V/πd=60×3.15/3.14×0.133≈453 r/min＜600 r/min

故转速满足要求。

（4） COOPER轴承选用：西安COOPER轴承厂家根据改造核算参数核算，现使用轴承满足改造后的使用要求。

（5） 原机架的支撑强度不够，根据改造方案核算，需对机架进行二次加固。

（6） 增大滚筒后，需降低两个直径?630 mm的托带滚筒底座。

（7） 因增加驱动部，电气设备需增加一台变频器和一台高压柜，新增电机功率与原电机相同，新增变频器由于原630 kW变频器供货周期较长，选用800 kW变频器，功率平衡由东芝三菱厂家提供调试。

（8） 确定所需增加带面，其中滚筒加大直径所需增加带面2.7 m；机尾重锤张紧小车拉紧行程2 m，需增加带面4 m；损伤带面（8#接头处）12.7 m；皮带接头长度为2.8×2 m，共计25 m。

3改造注意事项说明

（1） 关于逆止器的说明：按照现改造后的使用要求，原配有的两部1145NRT逆止器必须拆掉一台，新增逆止器设置在新增驱动部上，由于新增的传动滚筒与第一个传动滚筒的旋向相反，即一台为顺时针，一台为逆时针，逆止器旋转方向也一样。新增加的逆止器和原有逆止器都在同一侧（从机尾向机头看，在煤流方向的左侧）。

（2） 关于减速器的说明：前期第一传动部的驱动部减速器三面的风冷油站与新增的驱动部干涉，应把风冷油站从减速器上面拆下来，安置在减速器上方。

（3） 关于传动滚筒的说明：新增的传动滚筒与另外两个不能互换，新增逆止器比原逆止器厚度厚，1145NRT的厚度为356 mm，1165NRT的厚度为422 mm。

4改造后设备主要技术参数

带式输送机型式：大倾角；输运能力：1 000 t/h（原650 t/h）；输送物料：原煤，粒度≤300 mm，松散比重0.95 t/m3；带宽：1 200 mm；带速：3.15 m/s（原2.5 m/s）；运输长度：L=680 m；提升高度：H=302 m；皮带机倾角：a=26.7°；带强：ST3150；传动滚筒轴功率：连续功率为3×320 kW（原皮带机轴功率为2×370 kW）；驱动方式：头部三驱，功率配比为1∶1∶1（原皮带机功率配比为1∶1）；驱动装置：变频电机+高速联轴器+减速器+低速联轴器+传动滚筒。

5改造后出现的问题

长春兴矿DTC120/65/2×630型大倾角带式输送机改造后，整体的生产运输效率提高，运量提升至1 000 t/h，带速提升至3.15 m/s，输送带每运行8 min就可以完成一次循环。设备调试完成后，出现的问题及采取的措施如下：

（1） 滚筒纵向窜动：在调试过程中，每运行1 h，测量传动滚筒的位置，并同时打开高、底速联轴器盖，用专用工具测量位移量，然后进行驱动部的调正。

（2） 停车时惯性时间加长：调整盘型闸闸盘间隙，在确保皮带拉空的前提下，利用调整运行频率赫兹，降低运行速度，从而减少刹车惯性时间。

（3） 带面及接头的检查：使用皮带探伤在线监测仪器与人工方式配合检查，接头处两端设点标记，对接头长度进行测量。

（4） 沿线保护：在卸载滚筒及机尾处增设急停拉绳开关，在转载处及卸载处增设摄像监控探头，全方位监控皮带运输物料。

（5） 增设保护联锁：主斜井皮带与其转载的上仓皮带进行联锁，当上仓皮带发生故障停机时，主斜井皮带随即停止。

（6） 在卸载滚筒电动清扫器滚刷后方，增设一道风式清扫器，以有效清除带面脏物。

6设备安全运行管理建议

大多数事故的发生是由于管理不完善、条理不明确、责任落实不到位，继而引发人为的原可避免的事故。事故的发生对于企业、个人都会造成无法弥补的损失，现针对设备的安全运行简要提几点建议：（1） 人员合理分配，明确岗位职责；（2） 重视“微小缺陷”，细化现场考核；（3） 强化现场技术管控，安全监管到位；（4） 奖惩制度严明，工作不论私情。

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参考文献］

［1］邱家俊.工程力学［M］.北京：机械工业出版社，1998.

［2］胡家秀.简明机械零件设计实用手册［M］.北京：机械工业出版社，1999.

收稿日期：2015-09-07

作者简介：吴继臣（1971—），男，黑龙江鸡西人，助理工程师，研究方向：机电运输。