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移置式大倾角带式输送机的技术探讨

作者:四川天屿翔机械设备有限公司 浏览: 发表时间:2023-11-24 10:34:58

由于近年来煤炭需求量不断上升,传统的小倾角带式输送机已经不能满足未来煤炭的运输需求。移置式大倾角带式输送机具有带速快、运量大、距离长、提升高度高等优点,非常适合在煤炭产量高的西北地区使用。由于自身的参数要求,移置式大倾角带式输送机也只适合在露天煤矿使用才能保证其有效运行。本文具体分析了移置大倾角带式输送机的优势和不足,并为未来的煤炭高效运输提供解决方案。

 

1   移置大倾角带式输送机结构特征和参数

 

移置大倾角带式输送机主要由机头驱动站、机尾站、快速可移式中间机架及锚固装置等组成,结合了移置式和大倾角带式输送机的特点,三维图如图1所示。对比传统的带式输送机,移置式大倾角带式输送机不但可以保证机头和机尾结构运转灵活,而且还能够保证较大的煤炭运量从而提升工作效率同时也可以调整输送机在具有一定倾角条件下能提供直线和曲线运输,其基本参数:


 


2   关键技术和研究成果

 

现阶段,传统的小倾角、短距离带式输送机仍作为煤炭主要运输方式。由于其运量小、输送机的长度无法自行控制等弊端已经对煤炭运输效率造成了一定的影响。移置大倾角带式输送机在保证大运量的基础上还能灵活改变自身的高度和长度,从而保证在多种工况下使用。对移置大倾角带式输送机的关键技术研究可分为三方面:

 

1)自移式机头驱动站钢结构与移设技术

 

机头驱动站是露天矿快速移置带式输送机的核心部件,输送机的卸载、驱动、张紧等核心部件均设在其中,其结构复杂、体积庞大,主要由钢板或型钢焊接的机头支撑架、传动装置、驱动装置、检修走道、卸载滚筒、张紧滚筒、张紧装置及履带式支撑底座等组成,同时要求结构紧凑、布局合理、结构性能稳定可靠。在稳定运行工作状态下,可通过锚固装置座辅助固定;随工作面推进,需要横向移动时,在履带的牵引下沿端帮做慢速移动。

 

在运输过程中,机头驱动站能适应首采区和二采区各端帮断面的高度变化,输送倾角和与端帮的夹角均可调。 当运量较小时,输送机的倾角可保持在20°以下。当运量变大和需要长距离运输时,移置大倾角带式输送机则会采取自移式搭接,可将输送机的长度和高度进行拓展和伸缩,同时也可以旋转 到不同位置来保证多点运输。某矿首采区东端帮3 部大倾角履带自移式带式输送机搭接方案示意图如图2所示。


 

2)大跨度、轻量化中间机架结构及快速便捷移设技术

 

中间机架的跨度应尽可能地大,以适应端帮布置的要求。中间机架采用桁架形式,采用有限元和钢结构专用设计软件进行分析和优化。为适应露天矿连续开采工艺的要求,中间机架也采用履带支撑底座,实现快速便捷移设,中间机架的桁架结构的强度应满足设备运转和移动要求,同时应分别对运行和移动过程中中间机架钢结构的稳定性进行研究

 

中间机架的跨度至少在3060 m,可以保证移置大倾角输送机能够灵活伸缩和旋转,倾斜角度保持在 30°~45°可保证大运量运输。其中,中间机架的平均高度保持在1535 m,可便于输送机的每个小分段能够活动自由而不影响运输的稳定性。

 

3)智能控制与自适应移设技术

 

智能控制系统可根据端帮坡度、平整度、障碍物等不同情况,自动识别、适应和规划移设路径,并进行导航;研究多履带协同移设策略,实现机头、机尾和中间架履带的相对位置、移动方向、移动速度的实时精确控制;研究各设备滑动联接部分的支点与极限位置的距离检测与控制;研究移设过程遇障碍物、桁架与支点极限位置超差等安全预警;研究智能监测与远程故障诊断技术。

 

智能控制系统也可应用于张紧履带车。当移置大倾角带式输送机工作时,履带车的感应器和电机会通过智能控制来接收命令,从而使履带松弛并让输送机的输送带良好运行;当输送机停止运输时,履带车会根据命令返回原始固定位置从而让输送带固 定。张紧履带车主要由电机和感应器构成,如图3所示,运行时会根据智能控制系统提供的信号来运行并能保证在无人时能够完成输送带张紧的控制。


 

3   移置式大倾角带式输送机主要优势

 

1)运量大、输送距离长、提升高度高移置式大倾角带式输送机的最大优势在于可提高运量和输送距离。 目前其最大运量可达到 10 000 t/h,带速可超过8 m/s,输送距离可达到 30 km,而最大提升高度可达到150 m。可保证在我国产煤量较多的地区进行高效运输,从而提升煤矿效益。

 

2)移动灵活移置式大倾角带式输送机能够 提供伸缩和旋转功能,保证输送机能够自由调整高度和长度。同时输送机也可以进行分段旋转,可提供不同采矿点的煤炭运输。移置式大倾角带式输送机采用半移动半固定的方式来确保输送机在工作时可自由调整其位置,而在停止时能够稳定地固定在原始状态。

 

3)采用智能控制系统智能控制系统在移置式带式输送机的应用具有重大突破。因为移置输送机对比普通输送机能提供更大的功率来保证其感应器的运行,可以让移置式大倾角带式输送机能通过智能命令来控制其运行,从而减少人员配备和降低工人作业时的危险性。

 

4)使用寿命长输送机对材料的要求也是一个重要的因素。移置式大倾角带式输送机采用较粗的钢合金桁架作为支撑,聚乙烯作为输送带材料,确保了其抗低温、抗腐蚀、较低密度和抗折断的功能,满足使用周期至少10 a 以上的要求。

 

4   存在的问题

 

1)移置式大倾角带式输送机是为解决煤矿井下大倾角上、下运输难题而研究的机型技术上还存在大跨度轻量化桁架、多履带协同控制、压带式带式 输送机等难点,亟需解决;

 

2)由于所需材料的物理性质和化学性质较强,导致了材料成本较高,在设计过程中应考虑生产成本的问题,从而减少非必要开支;

 

3)因为移置式大倾角带式输送机都是距离长和提升高度较高,在使用过程中会间接提高人工维护成本。当前智能控制系统的技术还不是很成熟,不能细化对输送机每个零部件的监测和维修,维修任务是个难题 。

 

5   结语

 

通过对移置式大倾角带式输送机的技术探讨,了解了虽然移置输送机可成为未来煤炭输送机的主导,但是在研发和使用过程中依然存在很多问题。应首先将材料成本降低而不影响材料的属性,同时应在智能控制系统上进行深度研发,这样才能保证在完全智能化的情况下让输送机能自由移动并能够做到智能维修。随着智能化的发展和煤炭需求量的增加,移置式大倾角带式输送机会逐步进入市场,并为煤矿资源的运输提供一个更好的平台。

 


 

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