煤矿井下胶带输送机驱动技术研究

发表时间:2021/5/10   来源:《基层建设》2021年第1期   作者:李海龙
[导读] 摘要:随着我国经济的快速发展,矿难事故的发生越来越频繁,矿难已经成为制约煤矿企业生产的重要因素。
        国家能源集团神东煤炭生产服务中心  内蒙古鄂尔多斯市  017209
        摘要:随着我国经济的快速发展,矿难事故的发生越来越频繁,矿难已经成为制约煤矿企业生产的重要因素。矿井开采过程中,由于胶带输送机具有较高的可靠性、灵活性和适应性,在各种情况下都能满足作业要求,因此在实际的工作中,胶带输送机的驱动系统是一个非常关键的环节。本文围绕“煤矿井下胶带输送机驱动技术研究”进行阐述。
        关键词:煤矿井下;胶带输送机;驱动技术
        引言
        目前,国内外对矿难的研究主要集中在以下几个方面:(1)如何提高运输能力,降低能源消耗;(2)通过合理的设计和制造,以减少设备投资,增加产品的使用寿命;(3)采用先进的技术和工艺,实现高效的自动化运输系统,从而有效地解决上述问题。本文对矿井下的胶带上的输送机上的传动装置进行分析,并结合理论知识,提出改进的方法。
        一、矿井开采概述
        矿井开采的主要任务是保证矿井安全的生产和提高资源的利用率。矿井下的胶带输送机在整个采掘工程中起着至关重要的作用:1)胶带输送机的关键部件之一是驱动装置,它决定了采煤工作面的水平运输,同时也对整台机组的运行效率和设备的可靠性有很大的影响;2)驱动系统的设计与制造,不仅要满足正常的使用条件,还要考虑到经济的合理性,以及对环境的保护;3)传动滚筒的结构形式,应符合要求,并能承受一定的强度;4)滚筒的材料选用,应具有良好的耐磨性能,以延长机器的寿命等。此外还需要有较好的工艺性,以降低成本,减少维护费用。所以在实际的操作中,工作人员应该根据具体的情况选择合适的驱动方式。
        二、新型驱动装置结构分析
        在矿井下的开采过程中,胶带输送机的主要工作就是对矿压进行输送,因此驱动装置的设计与制造对于整个矿压的运输都有重要的影响。在驱动装置的整体构造上,其基本结构包括传动系统、导向机构和制动器。(1)驱动装置的组成:①电动机的减速箱,由联轴器和减速器构成。②电机的轴颈,通过联轴器与减速器连接,并将其连接到驱动桥的输出端。③车轮,由轮毂、轮辐等部分组成。其中轮辐的安装位置是固定的;轮胎的布置是根据实际情况来确定的;悬架的长度决定了悬架的高度;托辊的尺寸和数量直接关系到托辊的直径及厚度。当托辊的宽度大于一定程度时,可以采用单级式的托辊,但当两轴承的间距小于某一值时,应考虑使用级联差的方式来解决。为了提高可靠性,应尽量减少两个齿轮之间的间隙以减小摩擦。
        三、矿井胶带输送机驱动方案设计
        井下矿井开采时,胶带输送机的主要任务是对煤、矿石进行运输,保证煤层的正常运移,满足生产工艺的要求;同时,胶带输送机还具有一定的动力性能,其驱动方式一般有两种:一种是采用电动机作为驱动,另一种是通过传动装置实现驱动。由于煤矿井下的特殊地质条件,在矿压较大的情况下,需要使用大功率电机,而在实际的施工过程中,为了提高工作效率,降低能源消耗,所以就必须选用合适的减速箱,来达到这一目的。
        (一)控制方式
        针对矿井下矿井下矿车的运输特点,在驱动方案设计中需要采用多种驱动方式,其中最常用的就是液压系统驱动,它是由电动机通过传动轴带动减速器输出轴,然后再由减速器减速后,再将动力传递给两侧的输送机。通过控制方式的不同,来对整个系统的运行状态进行调节,以保证输送机的工作效率和可靠性。
        (1)驱动方式的选择:由于矿井下的胶带输送机的作业环境比较恶劣,所以在驱动方式的选取上,应尽量采用液压传动,以提高其使用寿命。(2)控制方式的确定:矿井下的胶带运输机械的驱动由电动机直接带动,而胶带上的物料由料斗运出后,再由卸料架运出,这样可以使其结构简单,便于操作。

同时在输送过程中,要注意卸料的时候,要对输送带上的物料起到保护作用,防止因为卸料不当而造成的安全事故。另外,当矿井开采的深度较大时,为了减少设备的损耗以及降低成本,可选用链条式的驱动形式。(3)在实际使用过程中,由于胶带输送机的工作环境比较恶劣,因此对其要求也非常高,所以要特别注意对其进行保护。为了保证安全,要安装防尘装置,防止灰尘进入,同时还要做好防护措施。在胶带输送机上,还可以用PLC来控制整个机械的运行状态,这样就能实现自动运转和精确定位等。PLC的应用主要体现在以下几个方面:①提高了作业效率,②减少了维护人员的劳动强度,③能够准确的识别出故障部位,④便于维修保养。
        (二)行走系统的驱动性能提升
        履带式输送机的行走装置在使用过程中,由于其驱动能力较小,因此需要对驱动力进行调整,以使其具有一定的牵引性能。但在实际生产中,大多数的情况下,行走机构的驱动力是通过液压马达来实现的;但是,为了提高行走质量,还应注意以下问题:
        (1)制动时的转向特性 当车辆的速度下降到0或1时,装载重物的重量会增加,从而导致轮胎的滚动阻力增大,降低了地面的附着系数。同时也加大了对作业人员的安全隐患。所以必须要采取措施,防止事故的发生和避免因为刹车失效而引起的车轮滑转。(2)启动时的转弯特性 如果采用电动葫芦的方式来操纵,则会出现一些弯矩,而弯矩的大小与轮毂的直径有关。若用电拖把电拖动,则容易产生扭矩,造成传动系过载。若用手拉出手柄,则易引发扭矩过大的现象;若用手托住手柄,则易被甩出。(3)在矿井下的巷道中,使用托辊提升装置,提高巷道的运行速度,降低作业的时间和运输的成本;托辊提升机构的设计与安装,保证托辊的稳定运转,有效地减少输送带的磨损和损坏,延长胶带上的工作寿命。(4)在矿上的巷道中,需要考虑到不同的地质条件,如岩石性质、煤层的厚度、煤层的稳定性等,因此要选用合适的托辊,以满足矿上的实际生产需求。(5)在矿上的顶板位置,要选择合理的角度和高度,以避免因顶板的倾斜而导致的卡料现象。同时还要注意,由于顶板的升降会引起设备的振动或噪声,所以要尽量防止因晃动而造成的震动影响正常的运作过程。
        (三)系统的抗干扰措施
        由于矿井的特殊性,所以驱动设备的可靠性也就显得尤为重要。因此,工作人员需要对驱动装置的性能参数,以及运行的稳定性做进一步的研究与分析。通过以上的研究,系统的抗干扰措施可以从以下几个方面入手:
        (1)在胶带输送机的驱动系统中,必须要有一个良好的抗干扰系统,这样才能保证胶带上的安全可靠。(2)在驱动系统中,要对驱动电机的位置和速度进行合理的控制和调整,使其具有一定的灵敏度,以确保其能够正常进行运转工作。(3)对于一些复杂的情况,可以采用不同的方法来解决,如:使用屏蔽罩、接地等。(4)当出现故障时,应该及时采取措施,以防止事故的发生而影响到整个矿井的生产作业。(5)根据矿井的地质条件,选择合适的驱动方式。在矿井的开采过程中,要想提高矿井的生产效率,就要选用可靠的驱动方法,而胶带输送机的驱动形式有很多种,比如电动机、减速器、联轴器等,每种类型都有自己的优缺点,需要仔细分析,取其优点,再结合实际情况,选取最适合的驱动型式。
        结语
        本文对矿井下胶带输送机的关键零部件进行了分析,重点研究了其驱动技术,并提出了几种主要的驱动方案。由于矿井的特殊性,矿井的胶带输送机需要根据不同的地质条件,进行相应的调整,才能保证正常的工作效率。在实际的驱动过程中,必须对其关键的技术参数和控制策略有一个全面的了解和掌握。
        参考文献:
        [1]李明生,赵虎.煤矿胶带输送系统煤流节能技术研究[J].能源与环保,2020,42(11):121-124.
        [2]杨雅超.煤矿胶带输送机常见故障分析及处理研究[J].矿业装备,2020(04):178-179.
        [3]蔡博闻.防爆变频器在煤矿井下胶带输送机上的应用实践[J].内蒙古煤炭经济,2020(13):157-158.
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