旋转型可移动式带式输送机的设计探析

陈晓威

（晋能控股集团沁秀公司坪上煤业有限公司，山西 晋城 048000）

根据某煤矿提出的“十四五”规划要求及目标，当前所运用的大巷带式输送机已经无法满足生产所需，因此，需要对该设备进行更新升级，以提升其运输水平。由于受到巷道宽度的约束，现需将巷道之内的行人侧进行扩展，该操作所形成的矸石可以利用原有输送机来进行运输。但是，行人侧设置了轨道，其空间狭窄，胶带机开展辅助作业的难度较大，因此巷道内掘进出来的矸石只能通过人工来将其传输到输送机上，因此，这种人工搬运操作已经无法满足现阶段综掘设备的发展进度，矸石无法运输到井外，掘进工作的进度将会造成制约，对工程的完工时间造成影响。基于上述问题，深入分析了胶带机运行的工况条件，并与矿井的实际需求相结合，设计了一种构造简单、操作便捷、可自动旋转的移动式带式输送机并展开分析，有效解决了矸石难以运输的问题。

本方案设计目的在于有效处理巷道扩帮之时矸石难以运输的问题，与矿井前期的施工情况相结合，通过深入分析旋转机构，研发了一部可旋转、短距离的移动式带式输送机。该输送机充分运用巷道内设置的轨道来进行行使，工人只需要将掘进出来的矸石运送到输送机上即可，通过将其与大巷皮带机之间的搭接角度调整，可直接传输到带式输送机上，有效处理了矸石与输送机距离较远和人工操作需要跨越轨道的难题。

该巷道的宽度为4 000 mm，带式输送机设置在巷道的行人侧，其中心部位与巷道中心相距1 000 mm；
行人侧设置轨道，其中心部位与巷道中心相距950 mm。经过相关计算分析，胶带机巷的宽度最低也需要达到4 500 mm，这样才可以确保移动式带式输送机的顺利安装，扩帮掘进形成的矸石与原大巷带式输送机之间相距2 500 mm[1]。如图1所示为胶带机巷道的布置。

图1 胶带机巷道布置图（单位：mm）

该输送机的组成部件主要有上下托辊组、驱动设备、清扫设备、旋转小车等，如图2所示。其关键的技术参数如下：宽带设置为650 mm，带速设定为1.6 m/s、整体长度设定为4 180 mm、轮距设定为600 mm，其适用的倾角为18°。

3.1 承载架

该承载架的设计采取整体框架式，利用相应规格的方钢来进行焊接，具有较大的强度较轻的结构，详见下页图3。在搭接长度得以满足的情况下，经过计算分析，架体的长度和宽度分别设计为4 180 mm和980 mm，不仅降低了设备的整体重量，而且有助于承载架围绕着回转支撑来实现旋转。

图2 旋转型移动式带式输送机结构

图3 承载架

3.2 旋转小车

旋转小车的组成部件主要为车体、车轮组件等，详见图4。

图4 旋转小车

车体的倾斜角主要取决于承载架尾部的高度，为了使人工装载物料更为方便，减少劳动的强度，通过对现场实施模拟，承载架的尾部与地面之间相距600～700 mm。在确保承载架与底板保持平行的情况下，可以将车体的后车轮进行一定的提升，促使座体可以与水平面保持平行，促使承载架可以维持一个水平状态，承载架在与巷道之间形成一个夹角的时候，胶带不会出现倾斜，确保物料不会洒落。为了避免带式输送机发生倒滑或者侧翻，在其座体前方配置一个止爬装置，当小车停止运行之时，止爬装置可以完美地贴合轨道，避免出现倒滑。

小车利用回转支撑与承载架进行连接，回转支撑可以同时承受较大的综合负荷，进而确保承载架可以正常旋转，并通过旋转来对自身与大巷带式输送机之间存在的搭接角度进行调节，保证运行方向的一致性，实现各个位置的传输，尤其适用于过于狭窄的作业面[2-3]。

3.3 托辊组

在该装置中，托辊的直径为89 mm，上托辊组的安装部位为承载架的上横梁，总共有四组，其作用在于对胶带及物料进行支撑，与头尾部位相接近的则采取三辊式槽形挂钩，其作用在于帮助胶带槽角逐渐趋于平稳，易于物料的装卸。中间两组使用四辊式槽形挂钩托辊，通过将胶带的倾斜角度进行扩大，可显著降低物料后滑的范围，确保物料的平稳运输；
下托辊则使用平托辊，其安装部位处于承载架的下横梁中，共设置三组，其作用在于对回程段的胶带进行支撑。

3.4 驱动装置

该装置主要采取YDB型滑块式防爆电动滚筒，其半径为320 mm，整体长度为650 mm，功率为4 kW，额定转速为95 r/min。该装置原本的外驱动装置被内驱动装置代替，结构十分紧凑，重量相对较轻，且占地面积较小，容易维护，并且对于一些可燃性气体有着较强的适用性。

3.5 挡料装置及清扫器

在机头与机尾均配置了挡料装置，通过该装置的作用，物料将会被集中传输到输送带的中心，避免物料出现洒落。电动滚筒的下端安装了弹簧清扫器，可以将输送带上方残留的物料进行清除，避免物料进到尾部的滚筒之内。

目前，旋转型可移动带式输送机已经在矿井下取得广泛应用，且取得了较好的效果，使巷道扩宽时矸石运输困难的问题得到解决，而且取得较好的口碑，随着各个矿井之间的整合扩建，对该设备的需求量也持续扩大。该设备在矿井下的成功应用，为工况条件相似的巷道或者有使用需求的矿井提供了借鉴。