煤矿井下主运输系统优化设计与改造

刘明龙　邱兆勇

摘要 采区现场条件的变化，对煤矿的开采影响较大。我们最初的设计往往不能满足矿井后期的生产和开拓要求，必须根据实际情况对设备进行一定的优化设计。本文以田陈煤矿北区七一采区西翼为背景， 随着采区逐步延伸，根据采场布置情况，新开拓西翼皮带上山和原西翼皮带下山布置在一条直线上，故在西翼皮带上山胶带输送机选型设计上，打破原来设计思想，进行优化设计，对原有西翼皮带下山胶带输送机进行延伸改造，将西翼皮带上山同原西翼皮带下山胶带输送机合二为一，达到节能目的。

关键词：运输系统；优化；设计；改造

1.前言

田陈煤矿北区七一采区西翼是我矿一个主要采区，西翼皮带下山胶带输送机肩负着原煤运输的重要使命，因煤层地质条件的限制及巷道开采的设计，随着采区逐步延伸，根据采场布置情况，新开拓西翼皮带上山和原西翼皮带下山布置在一条直线上，巷道开拓期间运输形式为3部SDJ1000/2×75型带式输送机，不能满足回采运输能力，并且占用设备多、故障率相对较高，岗位操作人员多。因此在西翼皮带上山回采期间胶带输送机选型设计上，打破原来设计思想，进行优化设计，对原有西翼皮带下山胶带输送机进行延伸改造，将西翼皮带上山同原西翼皮带下山胶带输送机合二为一，最终使用一部输送机运输工作面煤炭。

2. 胶带输送机简介

胶带输送机又称皮带输送机，输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送堆积密度小于1.67/吨/立方米，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。胶带输送机可在环境温度-20℃至+40℃范围内使用，被送物料温度小于60℃。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。

3.新型皮带机设计原理

巷道参数：原北区七一采区西翼皮带下山巷道为609米，最大倾角15°，新开拓西翼皮带上山巷道全长900米（含中间平巷段12米），倾斜段最大倾角17°。

七一采区西翼的主要运输为西翼皮带下山SSJ1000/2×315S型强力胶带输送机，长度609米，双电机双滚筒驱动，电机功率为2×315千瓦。随着采区逐步延伸，根据采场布置情况，西翼皮带上山若单独设计为一部SSJ1000/2×315S型强力胶带输送机，需解决下运带式输送机制动问题，且采用常规的制动方式，由于停车较快，在下运过程中易发生飞车事故。由于新开拓西翼皮带上山和原西翼皮帶下山布置在一条直线上，故在西翼皮带上山胶带输送机选型设计上，打破原来设计思想，进行优化设计，对原有西翼皮带下山胶带输送机进行延伸改造，将西翼皮带上山同原西翼皮带下山胶带输送机合二为一，延伸长度900米后输送机全长1509米，机头驱动装置增加一台驱动电机，采用三电机双滚筒驱动方式，电机功率为3×315千瓦。

在西翼运输上、下山中间凹弧段安装压带装置（俗称假机头），增加了重砣式拉紧装置（如图所示），解决下运带式输送机制动及凹弧段飘带问题。

4.创新点

（1）将采区主要运输上山和下山两部胶带输送机整合为一部胶带机，有效解决了下运带式输送机制动问题。

（2）采区上、下山中间凹弧段增加了重砣式拉紧装置，达到调整输送带松紧的目的及凹凸段飘带问题。该装置利用重砣的重量产生拉紧力，保证输送带在各种工况下有恒定的拉紧力，可以自动补偿由于温度改变和磨损引起输送带的伸缩变化。该装置具有使输送带拉紧力始终保持不变的优点，结构简单、工作可靠、维护量小，是一种理想经济的拉紧装置。

（3）在西翼运输上、下山中间凹弧段安装压带装置，解决了飘带问题。

（4）延伸改造后的带式输送机的制动性能可靠，能够对带式输送机正常运输过程中因工作面跳闸停电、安全保护装置动作等带负荷的情况下停车或瞬间煤量突变，输送带的下滑力超过主电动机的输出转矩的情况实施可靠的制动，杜绝了放飞车的现象。

5.经济效益分析

该胶带输送机延伸改造投入使用后，减少了设备、电缆等材料以及设备操作人员的投入，节约了开支。

（1）设备、材料整体投入减少约200万元。

（2）节约人员。节减岗位操作人员2人/班，共节约6人，每年可节约人工工资约36万元。

（3）节约用电。设备运行总功率减少315千瓦，达到了节电目的，胶带输送机每天按运行18小时，全年运行330天计算，每年约节电149.69万千瓦时，每千瓦时按0.8元/千瓦时，约119.75万元。

6.结束语

该运输系统优化改造的成功应用，简化了运输环节，实现了连续运输，提高了运输系统效率，降低了运输成本，取得了较好的经济和社会效益，具有较大的推广应用价值。

参考文献：

[1]《煤矿安全规程》2011版.

[2] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.

作者简介：

刘明龙（1973年10月—），男， 1995年毕业于山东矿业学院，现任山东能源枣矿集团田陈煤矿机电运输科主任工程师。 研究方向：机电运输技术与管理。