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摘要：1307（上）工作面呈“魚”型不規則布置，軌順按五段折線布置，運順按161°折線轉變布置。為解決復雜條件采區和工作面運輸順槽轉向、拐彎布置時，膠帶順槽布置上需要多部輸送機搭接使用存在設備種類多、裝機容量、設備維護量大、工人勞動強度大、運行成本高等缺點，為解決這一系統性問題，所以研制一種可靠的工作面巷道膠帶輸送機連續轉彎輸送裝置很有必要。確定拐彎半徑是設計平面拐彎帶式輸送機最重要的一項工作,拐彎半徑設計的是否合理，決定了皮帶機能否拐彎成功。以往實踐證明，槽型角愈大，膠帶愈不易跑偏。槽角的加大有利于膠帶的居中自動調節，減小拐彎半徑，將拐彎段的H支架兩側支撐根據抬高角設計為有一定高度差可以有效加大槽角。

關鍵詞：拐彎帶式輸送機；拐彎半徑；槽角

引言

在地質條件復雜的礦井和采區，為提高煤炭資源回收率，工作面膠帶順槽往往需要轉向、拐彎布置，造成運輸巷道不是直線運輸，這樣在膠帶順槽布置上需要多部輸送機搭接使用，才能完成煤炭的運輸，存在設備種類多、裝機容量、設備維護量大、工人勞動強度大、運行成本高等缺點，為解決這一系統性問題，所以研制一種可靠的工作面巷道膠帶輸送機連續轉彎輸送裝置很有必要。帶式輸送機轉彎機身的研發應用旨在解決復雜條件采區和工作面運輸順槽轉向、拐彎布置時，多種輸送機搭接布置帶來的不便，縮減設備種類、卸載點，減少運行成本和工人勞動強度，提高設備開機率和煤炭資源回收率，提高回采效率。

1使用背景

1307（上）工作面位于興隆莊煤礦礦區一采區上部，位于巨王林、大苑莊三號斷層之間，工作面最大埋深382m，長度77-175m，推進長度1077m，煤層厚度9.2m，煤層傾角平均5°，地質儲量176萬t。1307(上)工作面呈“魚”型不規則布置，軌順按五段折線布置，運順按161°折線轉變布置。興隆莊煤礦1307上工作面有一平面轉彎點（如下圖），正常生產時采用DSJ120/180/4×315型可伸縮帶式輸送機運輸煤炭，現遇一平面轉彎點，該DSJ120/180/4×315型可伸縮帶式輸送機無法滿足生產需要。1307工作面回采設計圖如圖1所示：受地質構造的影響，運輸巷不能全部直線布置，出現短距離內巷道沿水平彎曲的現象，即平面轉彎點。再者，為提高煤炭資源回收率，工作面膠帶順槽往往需要轉向、拐彎布置，造成運輸巷道不是直線運輸，按常規應用兩部或多部帶式輸送機搭接使用，才能完成煤炭的運輸，因而帶式輸送機的優越性不能得到充分的發揮且存在以下缺點：存在設備種類多初投資大；裝機容量、設備維護量大需更多的操作人員，工人勞動強度大增加了運行成本；故障點增多，生產率低等缺點。為解決復雜條件采區和工作面運輸順槽轉向、拐彎布置時，多種帶式輸送機搭接布置帶來的不便，縮減設備種類、卸載點，減少運行成本和工人勞動強度，簡化供電系統，減少轉載點粉塵污染，提高設備開機率和煤炭資源回收率，提高回采效率。有些彎曲巷道因受限制，轉彎半徑不能做到足夠大，限制了轉彎半徑的大小，因而不能順利轉彎，此時輸送帶在轉彎處因轉彎半徑小會出現翻帶現象，需考慮如何防止翻帶，特別是磨損后的舊輸送帶。根據興隆莊煤礦1307工作面運輸巷平面轉彎實測圖及相關技術參數計算，需要轉彎半徑450m，但受實際巷道限制，最大轉彎半徑僅為300m。

2方案分析

興隆莊煤礦運輸巷平面轉彎實測圖在以往設計過程中，經常遇到同一工作面因為受地質構造的影響不能直線布置一部輸送機而需要兩部或三部輸送機搭接運輸的情況，以往的設計中采用以下兩種方式解決：1）帶式輸送機轉彎裝置，其特點是一機可實現皮帶換向的目的，需要的轉彎半徑小。缺點為轉彎裝置相對于正常機身來說，需要較大的安裝空間，一般需要在轉彎位置單獨開辟硐室；膠帶在狹小空間內多次折返，對膠帶損傷大；換向滾筒上的小托輥轉速快，壽命低，需經常更換；過煤量小、轉彎點易灑煤；維護量大等。技術方面還不太成熟，以至于被用戶摒棄而采用了最原始的搭接方式運輸。2）采用傳統膠帶轉彎是帶式輸送機在轉彎處托輥組槽角采用40°45°50°55°60°平穩過渡。每10組槽形托輥設置1組上糾偏裝置。回程段托輥采用V型托輥組，正常段間距為3000mm，每10組設置1組下糾偏裝置。此種轉彎裝置與正常機身大小基本一致，不需要擴巷道。缺點是所適用的巷道轉彎角度較小，一般不超過8°。

3拐彎皮帶設計

1）確定拐彎半徑是設計平面拐彎帶式輸送機最重要的一項工作。拐彎半徑設計的是否合理，決定了皮帶機能否拐彎成功，但在受限制轉彎半徑不能做到足夠大，限制了轉彎半徑的大小的場合要有必要的措施：防止跑偏及翻帶。2）實現平面拐彎的主要技術措施分為基本措施和附加措施。基本措施有兩種：一種是使拐彎段托輥的內端沿皮帶運行方向向前傾斜一定角度ψ，稱之為托輥的安裝支撐角。由于ψ角的存在，則托輥和膠帶之間就有相對滑移速度ΔV，托輥給于膠帶一與ΔV的方向相反的摩擦力T′。T′在離心力方向上的分力T用以平衡膠帶張力S和S＋ΔS所產生的向心力，促使膠帶拐彎。ψ角越小，T值越大，故ψ角越小越有力，但ψ角不能為零，否則ΔV將為零，托輥將不產生給予膠帶向外推力。另一種是增大拐彎段承載托輥組的槽型角，由正常機身的35°承載托輥組通過45°承載托輥組過渡到深槽60°承載托輥組。以往實踐證明，槽型角愈大，膠帶愈不易跑偏。槽角的加大有利于膠帶的居中自動調節，減小拐彎半徑；附加措施有兩種：一種是構成拐彎段內曲線抬高角γ。內曲線抬高，可減小拐彎段的曲率半徑，使拐彎容易實現。但內曲線的抬高，又可導致物料向外側滾動。因此γ角不宜過大。在設計時，將內曲線最大抬高角定為5°，為實現這一目的，將拐彎段的H支架兩側支撐根據抬高角設計為有一定高度差，現場安裝時，根據實際情況只需將H支架的內側支腿高度適當調整即可，非常方便；一種是在拐彎段設置側立輥，以便膠帶在拐彎段向內側和外側跑偏時，可由立輥予以限制。膠帶運輸機拐彎段受力分析圖如圖2所示。3）轉彎處設置60°深槽抗偏防翻帶托輥組、防翻帶裝置、擋帶孔安裝收攏器，防止塊狀物料灑落；內側設置一組抗偏托輥。4）過渡段采用45°托輥組，可實現轉彎機身與機頭部、機尾部與地坪成傾斜夾角平緩過渡到原正常機身。5）回程段下托輥隔一組平托輥設置一組帶擋偏立輥調心，平托輥處設置壓帶輥。

4現場施工

根據現場條件和地測科標線，從拐點處開始向切眼、溜煤眼方向安裝轉彎裝置，每條2.4米長中間架折角按0.463°、偏移量14.6mm依次累加；先墊好支腿、根據高度需要落底或起高，按統一4.6°調成統一角度，依次安裝過渡段支腿，打地錨后用砂漿固化。后續安裝防翻帶裝置架、防翻帶裝置梁、深槽抗偏托輥架、上下托輥、抗偏立輥等。在膠帶鋪設時使用多個鐵滑車進行導向。

5應用效果

膠帶輸送機連續轉彎裝置機身除彎道處的部分結構件外，其他部件如托輥等都可與同類型普通膠帶輸送機通用，經過一個月的使用，轉彎皮帶的達到了設計1200噸/小時運輸能力，第一天產煤4532t，最高日產6496t（25日兩個班）、最高班產3408t（25日夜班），滿足了工作面生產需要，取得了較好的使用效果。

6結論

帶式輸送機連續轉彎機身與普通膠帶輸送機相比，不僅可以減少膠帶輸送機的搭接，減少硐室的開采工作量、減少驅動裝置的投資等，而且還可以減少轉載點粉塵污染、維護工作量和主要故障點、降低初期投資、運轉費用和工人的勞動強度，簡化供電系統，提高經濟效益。另外，膠帶輸送機連續轉彎機身除彎道處的部分結構件外，其他重要部件如驅動裝置、張緊裝置、輸送帶等都可與同類型普通膠帶輸送機通用，因而膠帶輸送機轉彎機身有更高的經濟效益。

7改進方向

1）因變頻技術非常成熟，可采取上、下帶在進入轉彎裝置前增加驅動，使膠帶在連續轉彎處上下膠帶的張力盡可能減小以利于調整。2）下膠帶可采用上、下平托輥夾帶增加阻力、與運輸中心夾角布置，實現膠帶運行中受托輥側向分力進行調整。3）增大抗偏立輥數量和旋臂支撐強度，保證調偏效果。

參考文獻：

[1]宋偉剛編著.傘狀物料帶式輸送機設計.北京大學出版社，2000.

[2]陳培媛，站悅暉，宋偉剛.平式拐彎帶式輸送機的結構設計.煤礦機械，2005.

[3]于英華，徐平.膠帶運輸機的轉載設計理論.阜新礦業學院學報，1997.

[4]李光布編.帶式輸送機動力學及設計.北京：機械工業出版社，1998.

作者：姜海峰 張寶軍 路亞軍 高鑫  欒建偉 單位：兗州煤業股份有限公司