CN105083846B - 一种狭长巷道内使用的顺槽带式输送机以及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机，包括皮带机机头、皮带机机尾、中间机架、设置在中间机架和皮带机机尾之间的中间驱动装置，所述中间驱动装置包括支撑架、导向滚筒、中间卸载滚筒和驱动滚筒，支撑架包括托辊梁、滚筒梁和底架，所述托辊梁倾斜固定在底架的上端，滚筒梁水平固定在底架的中间，导向滚筒和中间卸载滚筒分别安装在滚筒梁的上端；托辊梁上具有若干上皮带托辊架，中间卸载滚筒安装在托辊梁的一端，底架的侧面具有下皮带托带辊。中间驱动装置可以有效解决皮带运输长度问题；随着巷道向前延伸可以辅助皮带储带仓吸收皮带及缓冲机尾前移释放皮带；动力装置设在皮带机中部亦能解决减少皮带长距离运行承受张力问题。

Description

一种狭长巷道内使用的顺槽带式输送机以及使用方法

技术领域

本发明涉及一种矿用顺槽带式输送机，具体涉及一种狭长巷道内使用的顺槽带式输送机以及使用方法，属于煤矿井下运输技术领域。

背景技术

顺槽可伸缩带式输送机的特点是一次铺设全长，回采时随着工作面的推移，输送机的机尾不断后退机身缩短。而对于一些狭长巷道，由于巷道长度较长，普通的带式输送机由于其运输距离限制不能完成整条巷道的出矸运输。

如再安装一部伸缩皮带机，由于巷道断面狭窄，因此设备进入及安装存在很大困难；随着伸缩皮带机尾部前移，向两部皮带机储带仓内补充皮带也有运输上的困难；两台伸缩皮带机搭接不仅造成系统复杂，安装困难，同时也需较大的资金投入，浪费成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种狭长巷道内使用的顺槽带式输送机以及使用方法，满足长距离运输要求，同时设备投入小，安装简单，适用范围较广。

为了实现上述目的所采用的技术方案，一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机，包括皮带机机头、皮带机机尾和中间机架，还包括设置在中间机架和皮带机机尾之间的中间驱动装置，所述中间驱动装置包括支撑架、导向滚筒、中间卸载滚筒和驱动滚筒，支撑架包括托辊梁、滚筒梁和底架，所述托辊梁倾斜固定在底架的上端，滚筒梁水平固定在底架的中间，导向滚筒和中间卸载滚筒分别安装在滚筒梁的上端；托辊梁上具有若干上皮带托辊架，中间卸载滚筒安装在托辊梁的一端，底架的侧面具有下皮带托带辊；由皮带机机头延伸出的上皮带依次绕过驱动滚筒、导向滚筒、中间卸载滚筒和安装在上皮带托辊架上的上皮带托带辊至皮带机机尾；由皮带机机头延伸出的下皮带穿过下皮带托带辊至皮带机机尾，上、下皮带构成封闭皮带；

所述皮带机机头具有储带仓，储带仓内安装有驱动装置、转向滚筒、皮带收放装置和张紧装置，皮带收放装置与张紧装置相连。

进一步的，底架由上架和下架两部分组成，上架通过螺栓固定在滚筒梁上；上架与托辊梁之间、下架与滚筒梁之间均具有加强筋板。

更进一步的，所述张紧装置为液压张紧绞车；皮带收放装置为滑动小车。

一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机的使用方法，包括以下使用步骤：

1)、在距离皮带机机头向后500米位置安装中间驱动装置，支撑架的侧面与中间机架上端相连；

2)、将皮带机机头部的上皮带截断并连接上新皮带，然后开启储带仓内的液压张紧绞车，液压张紧绞车向前移动将皮带自动吸入储带仓内；

3)、将新皮带的另一端依次绕过中间驱动装置的驱动滚筒、导向滚筒和中间卸载滚筒，并与另一段截断的上皮带相连；

4)、利用液压耙矸机拉动皮带机机尾至合适位置，实现皮带机机尾上皮带与机头储带仓释放皮带相互配合；

5)、所述中间驱动装置的卸载点设置急停装置并设专人看守。

保证中间驱动装置的驱动机构与机头驱动装置同步启动。

中间驱动装置可以有效解决皮带运输长度问题；同时，随着巷道向前延伸可以辅助皮带储带仓吸收皮带及缓冲机尾前移释放皮带；另外动力装置设在皮带机中部亦能解决减少皮带长距离运行承受张力问题。中间驱动装置结构简单，可以根据巷道尺寸降低最大不可拆解件尺寸及重量，多部杆件采用螺栓连接，拆解及组装方便，满足巷道内设备运输。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是皮带机机头示意图；

图3是中间驱动装置示意图；

图4是皮带定点分析示意图。

图中：10、皮带机机头；11、上皮带；12、储带仓；12-1、驱动装置；12-2、转向滚筒；12-3、皮带收放装置；12-4、张紧装置；13、下皮带；20、皮带机机尾；30、中间机架；40、中间驱动装置；41、支撑架；41-1、托辊梁；41-2、滚筒梁；41-3、底架；41-4、上皮带托辊架；41-5、下皮带托带辊；41-6、连接架一；41-7、连接架二；42、导向滚筒；43、中间卸载滚筒；44、驱动滚筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机，包括皮带机机头10、皮带机机尾20和中间机架30，还包括设置在中间机架30和皮带机机尾20之间的中间驱动装置40，所述中间驱动装置40包括支撑架41、导向滚筒42、中间卸载滚筒43和驱动滚筒44，支撑架41包括托辊梁41-1、滚筒梁41-2和底架41-3，所述托辊梁41-1倾斜固定在底架41-3的上端，滚筒梁41-2水平固定在底架41-3的中间，导向滚筒42和中间卸载滚筒43分别安装在滚筒梁41-2的上端；托辊梁41-1上具有若干上皮带托辊架41-4，中间卸载滚筒43安装在托辊梁41-1的一端，底架41-3的侧面具有下皮带托带辊41-5；由皮带机机头延伸出的上皮带11依次绕过驱动滚筒44、导向滚筒42、中间卸载滚筒43和安装在上皮带托辊架41-4上的上皮带托带辊至皮带机机尾20；由皮带机机头延伸出的下皮带13穿过下皮带托带辊41-5至皮带机机尾20，上、下皮带构成封闭皮带；

所述皮带机机头具有储带仓12，储带仓内安装有驱动装置12-1、转向滚筒12-2、皮带收放装置12-3和张紧装置12-4，皮带收放装置12-3与张紧装置12-4相连。

底架41-3由上架和下架两部分组成，上架通过螺栓固定在滚筒梁41-2上；上架与托辊梁41-1之间、下架与滚筒梁41-2之间均具有加强筋板。

所述张紧装置12-4为液压张紧绞车；皮带收放装置12-3为滑动小车。

一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机的使用方法，包括以下使用步骤：

1)、在距离皮带机机头10向后500米位置安装中间驱动装置40，支撑架41的侧面与中间机架30上端相连；

2)、将皮带机机头部的上皮带11截断并连接上新皮带，然后开启储带仓内的液压张紧绞车，液压张紧绞车向前移动将皮带自动吸入储带仓12内；

3)、将新皮带的另一端依次绕过中间驱动装置的驱动滚筒44、导向滚筒42和中间卸载滚筒43，并与另一段截断的上皮带相连；

4)、利用液压耙矸机拉动皮带机机尾20至合适位置，实现皮带机机尾上皮带与机头储带仓释放皮带相互配合；伸缩皮带机机20尾由液压耙矸机牵引拉动，于此同时储带仓内通过液压张紧绞车松弛皮带，将储带仓原先张紧的皮带放松后向机尾部延伸。

5)、所述中间驱动装置的卸载点设置急停装置并设专人看守。

保证中间驱动装置的驱动机构与机头驱动装置同步启动。

具体实施例：

某矿业公司作面高抽巷全长1500m，巷道断面3m×2.6m(宽×高)，开拓方式为炮掘，配备伸缩皮带机一部，工作面出矸设备为液压耙矸机。

该皮带机设计运输长度为850至900米，具有两台40kw的电动机，其输送量为630t/h，带速2m/s。按设备技术文件要求，此皮带机因运输距离限制，不能完成整条巷道的出矸运输；且由于巷道断面小且中间无施工措施巷，为保证一部皮带运行到头，通过增加本发明中的中间驱动装置有效解决皮带运输长度问题，该驱动装置的功率为45kw，因此总功率W＝2*40+45＝125kw。

按照上述方法步骤将中间驱动装置安装在皮带运输机上，连接架一41-6与中间机架30相连，连接架二41-7与皮带机机尾20相连；现对改进后的皮带运输机的运输能力进行验证。1)、运输动力验算：

其中：A——装载点载货量，由液压耙矸机技术文件确定；

B——输送机皮带宽度；

R——货载断面系数，当货载堆积角α＝20°时，R＝385；

C——输送机倾斜角系数，当皮带铺设倾角β在0.7°范围内时，C＝1.0；

P——岩石松散密度；

由计算得知，完成运输任务所需的速度小于输送机实际运行速度，故运输能力满足要求。

2)、运行阻力计算：

重段运行阻力：

ω_zh＝g(q₁+q_d+q′_g)L·ω′·cosβ-g·q_d·L·sinβ

＝10×(13.9+10.11+10.4)×1500×0.04×cos0.16-10×

(13.9+10.11)×1500×sin0.16

＝20646-1006

＝19640N

空段运行阻力：

ω_R＝g[(q_d+q″_g)L·ω″·cosβ+q_d·L·sinβ]

＝10[(10.11+6.15)×1500×0.04×cos0.16+10.11×1500×

sin0.16]

＝10(976+42)

＝10180N

其中单位长度货载质量：

q_d—胶带每米质量；

q′_g—上托辊每米质量；

L—胶带铺设长度；

ω′ω″—分别为槽型托辊、平行托辊阻力系数；

β—皮带运输倾角；

q″—下托辊每米质量；

3)、胶带张力计算

a.依据逐点计算法，如图4所示位置定点分段，计算胶带各点张力

S₂＝4×1.05S₁+ω_R

＝4.2S₁+10180(S₂到S₁点之间共经过4个导向滚筒R₁R₂R₃R₄)

S₃＝1.05S₂

＝1.05(4.2S₂+10180)

＝4.41S₁+10689

S₅＝1.05S₄

＝1.05(4.41S₁-2404)

＝4.6S₁-2524

S7＝1.05S₆

＝1.05(4.6S₁-9070)＝4.6S₁-9523

S₈≈S₇

b.按磨擦传动条件并考虑磨擦力备用能力列方程

由输送机的运行阻力计算得知，输送机在有载运行时，将工作于发电运行状态，故磨擦力方程应为：

其中：μ—磨擦系数，取μ＝0.2；

α—圆包角，α＝12.7ard(727°)；

m′—磨擦力备用系数，由于工作地点环境潮湿，取m′＝1.2

e—自然对数的底e＝2.718

c.联立解上述方程得：

S₁＝2043N；

S₂＝18760N；

S₃＝19698N；

S₄＝6605N；

S₅＝6873N；

S₆＝7216N；

S₇＝S₈＝7577N；

4)、胶带悬垂度试验

重段最小点张力：

S₆＝7216N；

按悬垂度要求重段允许的最小张力为：

[S_min]＝5·g(q₁+q_d)L′_g·cosβ

＝5×10(13.9+10.11)×1.5×cos0.66

＝1800.7N

其中：L′_g—重段托辊间距

S₆＞[S_min]，故胶带悬垂度满足要求；

5)、胶带强度验算

胶带允许承受的最大张力为：

其中：

B—胶带宽度

P—胶带拉断里P＝1180(皮带技术参数)

n′—机械接头取n′＝11

故胶带强度满足要求；

6)计算牵引力并验算电动机功率

W₀′＝S₃-S₁+0.5(S₁+S3)

＝19698-2043+0.5(19698+2043)

＝28525

电动机功率为：

η—减速机械效率，η＝0.8；

R′—电动机功率备用系数；

通过以上计算，证明在现场条件下，通过增加45KW电滚筒总功率为125KW＞N，满足使用要求。

Claims (5)

1.一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机，包括皮带机机头(10)、皮带机机尾(20)和中间机架(30)，其特征在于，还包括设置在中间机架(30)和皮带机机尾(20)之间的中间驱动装置(40)，所述中间驱动装置(40)包括支撑架(41)、导向滚筒(42)、中间卸载滚筒(43)和驱动滚筒(44)，支撑架(41)包括托辊梁(41-1)、滚筒梁(41-2)和底架(41-3)，所述托辊梁(41-1)倾斜固定在底架(41-3)的上端，滚筒梁(41-2)水平固定在底架(41-3)的中间，导向滚筒(42)和中间卸载滚筒(43)分别安装在滚筒梁(41-2)的上端；托辊梁(41-1)上具有若干上皮带托辊架(41-4)，中间卸载滚筒(43)安装在托辊梁(41-1)的一端，底架(41-3)的侧面具有下皮带托带辊(41-5)；由皮带机机头延伸出的上皮带(11)依次绕过驱动滚筒(44)、导向滚筒(42)、中间卸载滚筒(43)和安装在上皮带托辊架(41-4)上的上皮带托带辊至皮带机机尾(20)；由皮带机机头延伸出的下皮带(13)穿过下皮带托带辊(41-5)至皮带机机尾(20)，上、下皮带构成封闭皮带；

所述皮带机机头具有储带仓(12)，储带仓内安装有驱动装置(12-1)、转向滚筒(12-2)、皮带收放装置(12-3)和张紧装置(12-4)，皮带收放装置(12-3)与张紧装置(12-4)相连。

2.如权利要求1所述的用于狭长巷道的顺槽带式输送机，其特征在于，底架(41-3)由上架和下架两部分组成，上架通过螺栓固定在滚筒梁(41-2)上；上架与托辊梁(41-1)之间、下架与滚筒梁(41-2)之间均具有加强筋板。

3.如权利要求1所述的用于狭长巷道的顺槽带式输送机，其特征在于，所述张紧装置(12-4)为液压张紧绞车；皮带收放装置(12-3)为滑动小车。

4.一种用于狭长巷道的顺槽带式输送机的使用方法，其特征在于，包括以下使用步骤：

1)、在距离皮带机机头(10)向后500米位置安装中间驱动装置(40)，支撑架(41)的侧面与中间机架(30)上端相连；

2)、将皮带机机头部的上皮带(11)截断并连接上新皮带，然后开启储带仓内的液压张紧绞车，液压张紧绞车向前移动将皮带自动吸入储带仓(12)内；

3)、将新皮带的另一端依次绕过中间驱动装置的驱动滚筒(44)、导向滚筒(42)和中间卸载滚筒(43)，并与另一段截断的上皮带相连；

4)、利用液压耙矸机拉动皮带机机尾(20)至合适位置，实现皮带机机尾上皮带与机头储带仓释放皮带相互配合；

5)、所述中间驱动装置的卸载点设置急停装置并设专人看守。

5.如权利要求4所述的用于狭长巷道的顺槽带式输送机的使用方法，其特征在于，保证中间驱动装置的驱动机构与机头驱动装置同步启动。