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國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀及技術(shù)前瞻(上篇)
發(fā)布時間:2013-03-24 08:54 來源:未知
0、前言
帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連接運(yùn)輸設(shè)備,它與其它運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比,不僅具有長距離、大運(yùn)量、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn),而且運(yùn)行可靠,易于實(shí)現(xiàn)自動化、集中化控制,特別是對高產(chǎn)高效礦井,帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。隨著我國高產(chǎn)高效礦井的出現(xiàn),原有的帶式輸送機(jī)無論是主參數(shù)還是運(yùn)行性能都己不能滿足高產(chǎn)高效的要求,必須向長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率的大型化方向發(fā)展。目前國外帶式輸送機(jī)的主參數(shù)己達(dá)到:運(yùn)距L=30.4Km,運(yùn)量Q=37500t/h,帶速V=6~15m/s,帶寬B=4m。比國內(nèi)要大得多,運(yùn)行性能尤其是工作可靠性更要好得多。
1、國內(nèi)礦用帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀
八十年代末期以來,我國的煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大的發(fā)展,對其關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多,從定型的SDJ、SSJ、STJ、DT等系列發(fā)展到多功能、適應(yīng)特種用途的各種帶式輸送機(jī)系列,如國家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目——大傾角帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、“九五”攻關(guān)項(xiàng)目——高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等都填補(bǔ)了國內(nèi)空白,開發(fā)了大傾角、長距離輸送原煤的新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品,并對帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā),應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動與智能化控制等技術(shù),研制成功了多種軟起動和制動裝置及以PLC為核心的可編程電控裝置。但與國外相比,其機(jī)型一般都偏小,特別是帶速通常均不超過4m/s,對高帶速輸送機(jī)及其動態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)問題缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),由于帶速普遍較低,許多設(shè)計(jì)單位仍延用以往的靜態(tài)設(shè)計(jì)法,用加大輸送帶安全系數(shù)的方法來提高設(shè)計(jì)的可靠性,其結(jié)果不僅增大了設(shè)備成本,而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。此外,我國輸送機(jī)制造企業(yè)追求小而全模式,未能像國外一樣形成大規(guī)模的元部件專業(yè)生產(chǎn)廠或加工中心,致使元部件設(shè)計(jì)與制造水平得不到有效提高。
2、礦用帶式輸送機(jī)8種機(jī)型的現(xiàn)狀介紹
2.1 固定高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)
這是目前用量最多的一種機(jī)型,主要用于水平或傾角小于180的場合。國內(nèi)現(xiàn)在鋼繩芯帶最高用到ST4000,整芯帶用到PVG3150S,高強(qiáng)度機(jī)械接頭要靠進(jìn)口,為了降低膠帶強(qiáng)度,減小驅(qū)動裝置尺寸,國內(nèi)外輸送機(jī)通常采用中間直線摩擦驅(qū)動和中間卸載式的驅(qū)動,并采用軟啟動技術(shù),較好地解決了大型輸送機(jī)的起動問題。目前井下使用的輸送機(jī)的最大主參數(shù)分別為:運(yùn)量Q=1000~3000t/h,運(yùn)距L=1000:-5000m,帶速v=2.5:-4.5m/s,驅(qū)動總功率N=750:-2000kW。
2.2 可伸縮帶式輸送機(jī)
該機(jī)型主要用于煤礦采煤工作面的順槽輸送原煤。美國、德國、英國等國家的一些廠商公司都可為各種生產(chǎn)規(guī)模的高產(chǎn)高效工作面提供配套的順槽用可伸縮帶式輸送機(jī),其主參數(shù)己達(dá)到:運(yùn)量Q=2000t/h,運(yùn)距L=5000m,帶速v=3.5: -4m/s,驅(qū)動總功率N=2400kW。“九五”行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)課題《高產(chǎn)高效工作面順槽配套可伸縮帶式輸送機(jī)》,能滿足國內(nèi)年產(chǎn)200萬噸級高產(chǎn)高效工作面配套,其主參數(shù)為:運(yùn)量Q=1600: -2000t/h,運(yùn)距L=2500m.帶速v=3.5 -4m/s,裝機(jī)總功率N=1200kW,帶寬B=1.2m,輸送傾角為Bilo。2001年完成了工業(yè)性試驗(yàn),同年10月份通過了中國煤炭工業(yè)協(xié)會的技術(shù)鑒定。02年8月份神華集團(tuán)神東公司一個年產(chǎn)800萬噸的高產(chǎn)高效工作面配套了一條國產(chǎn)大型可伸縮輸送機(jī),主參數(shù)為:運(yùn)量Q=2500t/h,運(yùn)距L=3000m,帶速v=3.5m/s,帶寬B=1400mm,輸送傾角為B< 30,功率N=3×375kW,整芯帶PVG1800S,和02年山西晉城礦務(wù)局從ACE公司引進(jìn)的一臺可伸縮帶式輸送機(jī)的主參數(shù)基本一致,這標(biāo)志著國產(chǎn)輸送機(jī)己國際先進(jìn)水平。
2.3大傾角上、下運(yùn)輸送機(jī)
該機(jī)型是國家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目, 90年通過了能源部技術(shù)鑒定。該機(jī)型先后獲國家計(jì)委、科委、財(cái)政部頒發(fā)的科技攻關(guān)重大成果榮譽(yù)獎,煤炭部科技進(jìn)步一等獎和部推廣二等獎,到目前為止,己投入使用60多臺,在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。上運(yùn)已到了31。,下運(yùn)也可達(dá)-25。。目前大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)已有系列化設(shè)計(jì),使輸送機(jī)帶寬由800mm增加到1200mm;功率從160kw增加到1500kw:運(yùn)距達(dá)到1500m以上;帶速從2m/s提高到3.15m/s;運(yùn)量從300T/h提高到630T/h;原煤允許含水量從10%放寬20%。
2.4水平拐彎輸送機(jī)
我國對水平拐彎的輸送機(jī)研究較早,并在1959年就出現(xiàn)了水平拐彎輸送機(jī),但發(fā)展并不快,其主要原因是用戶對該機(jī)型認(rèn)識不夠,當(dāng)時國內(nèi)也沒有成熟的應(yīng)用實(shí)例。
在國外,法國、前蘇聯(lián)、奧地利、德國、美國等國家都很重視水平拐彎輸送機(jī)的理論研究和試驗(yàn),水平拐彎輸送機(jī)已經(jīng)在各國各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。63年法國在地鐵工程中首次設(shè)計(jì)安裝了一臺水平拐彎輸送機(jī),80年法國為某礦鋪設(shè)了一條拐彎輸送機(jī),其主參數(shù)為:機(jī)長L=11.12km,高差H=577m,最大坡度為30%,運(yùn)量Q=560t/h,用以運(yùn)送鎳礦石。
到90年代,國內(nèi)試制成功了水平拐彎的轉(zhuǎn)角裝置,輸送機(jī)通過轉(zhuǎn)角裝置的轉(zhuǎn)載來改變運(yùn)行方向,該機(jī)型在煤礦井下已成功應(yīng)用。01年在上海地鐵工程施工中,也采用了水平拐彎輸送機(jī),隧道長度2000m,多處拐彎,最小水平彎曲半徑為360米。經(jīng)理論計(jì)算在抬高輸送機(jī)內(nèi)側(cè)曲線50的情況下,帶式輸送機(jī)的最小水平彎曲半徑可達(dá)280米,小于隧道的實(shí)際最小水平彎曲半徑,可滿足正常運(yùn)行要求。
2.5下運(yùn)輸送機(jī)
長距離、大運(yùn)量、較大傾角的下運(yùn)膠帶輸送機(jī)的使用.可較大幅度地減少采區(qū)的巷道工程量,降低基建費(fèi)用和縮短施工周期,發(fā)電運(yùn)行時還可向電網(wǎng)輸電,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益,是一種具有廣闊發(fā)展前途的節(jié)能設(shè)備。但由于帶速高,移動部分和轉(zhuǎn)動部分的慣性很大,其下滑的慣性力矩也很大,生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)打滑、滾料、飛車等事故,因此下運(yùn)輸送機(jī)的關(guān)鍵是制動。目前國內(nèi)外煤礦常用的制動方式有三種:①液力制動裝置。②液壓制動裝置。③盤式制動裝置。帶液壓制動系統(tǒng)的下運(yùn)機(jī)是國家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,主要是通過在輸送機(jī)的驅(qū)動裝置中安裝液力制動系統(tǒng),分兩步實(shí)現(xiàn)制動,即先由該系統(tǒng)將輸送機(jī)運(yùn)行速度減慢(減速度保持在0.1~0.3m/s2的范圍內(nèi)),降至額定速度的三分之一,然后由機(jī)械抱閘最終制動,當(dāng)井下發(fā)生突然停電事故時,仍可實(shí)現(xiàn)二級制動。該系統(tǒng)目前能夠達(dá)到的主參數(shù)為:傾角p= -25。,運(yùn)量Q=1500t/h,帶速v=3.15m/s,運(yùn)距L=2000m。
2.6垂直提升輸送機(jī)
國外從60年代末開始發(fā)展垂直提升技術(shù),德國Trellex Flexowell公司就一直從事這種機(jī)型的研制,其產(chǎn)品已有5萬余臺,分布于90多個國家和地區(qū),應(yīng)用于各行各業(yè)。96年5月份,該公司成功地將料袋式垂直提升技術(shù)應(yīng)用于美國紐約北部一個水庫開發(fā)的隧道豎井開采中,該料袋式輸送機(jī)的連續(xù)垂直提升高度為208m,帶速2.42m/s。
我國由于垂直提升技術(shù)起步晚,該技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用尚屬空白。據(jù)資料報道:河北省冀縣崔家寨煤礦在330m主井的垂直提升中,設(shè)計(jì)時曾想采用德國Trellex Flexowell公司的料袋式輸送機(jī),最后由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的原因而沒有選用。根據(jù)我國大型煤礦的情況,若要滿足主井提升需要,主參數(shù)必須滿足運(yùn)量O≥1200t/h,高度H> 400m。
01年上海地鐵施工中采用了一條垂直提升輸送機(jī),其主參數(shù)為:額定連續(xù)輸送量Q=180:-200t/h,輸送水平距離L=8.96m,垂直提升高度H> 25m,帶速v=1.25m/s,帶寬B=lOOOmm,驅(qū)動功率N=45kW,該機(jī)于02年9月安裝調(diào)試完畢,目前正在使用中。
2.7管狀式帶式輸送機(jī)
自七十年代以來,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),日本國內(nèi)和技術(shù)受讓國共生產(chǎn)帶式輸送機(jī)1000多臺,最大運(yùn)量Q=3000t/h,最大機(jī)長L=3414m,最大運(yùn)輸傾角a=35°42′。90年代初,國內(nèi)首臺管狀帶式輸送機(jī)在淮南礦務(wù)局新莊孜礦地面使用,運(yùn)輸原煤,運(yùn)量Q=600t/h,運(yùn)輸長度L=227.65m,總提升高度h=6.52m,帶速v=175m/min,繞過了精煤倉,有一個圓心角為40.150,曲率半徑R=115m的垂直彎曲段,它的成功運(yùn)行表明:管狀帶式輸送機(jī)可以在空間任意彎曲,繞過建筑物,提高運(yùn)輸高度,封閉管帶內(nèi)的物料,保護(hù)環(huán)境,確實(shí)是開創(chuàng)了國內(nèi)散狀物料運(yùn)輸?shù)男录o(jì)元。
2.8壓帶式輸送機(jī)
壓帶式輸送機(jī)也是為增大輸送傾角而設(shè)計(jì)出的。1954年在德國就有關(guān)于壓帶式輸送機(jī)的專利。1979年美國大陸輸送機(jī)設(shè)備公司開始研制壓帶式輸送機(jī),并于1983年研制出壓帶式大傾角帶式輸送機(jī)HAC (High-angle Conveyor)這臺樣機(jī)的運(yùn)輸傾角為300: -600,最大輸送能力為2900t/h,其壓帶是通過旋轉(zhuǎn)的托輥組加載的。之后,大陸公司己生產(chǎn)40多臺HAC。在1991年到1994年德國的MAN TAKPR FODERTECHNIK公司研制了三臺用于卸船機(jī)的壓帶輸送機(jī)。前蘇聯(lián)和日本等國也研制了這種帶式輸送機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)的壓帶式輸送機(jī)傾角可達(dá)900,物料最大塊度可達(dá)到300mm。這種輸送機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的缺陷和經(jīng)濟(jì)上的原因,目前還沒有在煤礦井下應(yīng)用。
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