非煤矿用刮板输送设备设计选型探讨

李英 闫跃

摘 要：铝土矿石物料致密坚硬，属于一水硬铝石，矿层顶底板多为粘土岩，遇水后膨胀，且粘性较强，要求输送设备的关键零部件耐磨性高。针对这种情况，本文确定了非煤矿用工作面刮板输设备选型的基本原则，及输送设备关键零部件的改进意见。

关键词：非煤矿；刮板输送设备；选型

1 铝土矿工作面概况

1）工作面采高： 最小1.5m，最高5m，普遍2.5m。工作面长度120～140m，走向长度1200m左右。

2）顶、底板条件：基本顶（老顶）为坚硬岩组，基本顶较难跨落，顶板来压步距长，工作面回采工程中基本顶来压强烈，易发生压跨型冒顶事故。

底板为软弱岩组，支架比压较大时，易出现穿底现象，矿层顶底板多为粘土岩，遇水后膨胀，且粘性较强。

3）物料成分：铝土矿的矿石以一水硬铝石为主，其次为少量高岭石、水云母等粘土矿物。

主要化学成分：AL2O3 平均65%，SiO2平均10%，Fe2O3平均4.7%。

4）物料分布情况：矿层底部为土状矿物，中部为碎粒状矿物，顶部为块状矿物，物料硬度普遍3～4，顶部块状矿物4以上。

2 输送设备的设计选型

1）采煤机正常产能计算Q采：

Q采max=60×T×V×H×γ

T——采煤机截深（0.6m），

V——采煤机运行速度（2.5m/s），

H——采煤机最大采高（3.5m），

γ——物料的密度（2.7）

Qmax=60×T×V×H×γ=60×0.6×2.5×3.5×2.7

=850t/h

Q采= Q采max × Cc，

Cc——采煤机割煤回收率，取95%；

Q采= Q采max ×Cc =850t/h×0.95=800t/h。

2）工作面年生产能力计算方法：

Q年= Q采×D×T×K，

D——年有效工作日，一般取300天左右，

T——日工作时间（取14h）。

矿井工作制度为，两班生产，一班检修，每班工作时间8h

K——采煤机开机率（K=0.6），

Q年= Q采×D×T

=800×300×14×0.6≥100万吨/年

满足年产设计要求。

3）工作面输送设备选型：

基本原则：

刮板输送机的运输能力应不低于采煤机的最大割煤能力，故刮板输送机的运输能力为：

Qq≥Q采≥800t/h。

所以输送设备初步选用输送量900 t/h的设备完全可以满足工作面生产能力100万吨/年的要求。

4）输送设备中部槽截面面积计算：

Qq=3600×A×V×γ，

A= Qq/3600×V×γ，

Qq—刮板输送机的运输能力t/h，

V—输送机刮板链速（1.0～1.3m/s），

γ—物料的密度（2.7t/m3），

A= Qq/3600×V×γ，

=900/3600×1.0×2.7=00926m2=92600mm2

输送机理论最大截面积A如下图所示

通过上述理论所需输送设备中部槽截面面积的计算，可以选择的输送机中部槽槽宽≥630mm，630、730、764系列输送设备均可满足。

5）输送设备满载功率计算：

上链拉力： F上=L×（qK+qB）×（I×C×Co×cosα±sinα）；下链拉力：F下=L×qK×（I×C×Cu×cosα-/+sinα）；上链理论消耗功率：P上=F上*V/A；下链理论消耗功率：P上=F下*V/A；理论消耗总功率：P=（F上+F下）*V/A；实际消耗总功率：P总=1.05P。

输送设备的选型方案

方案：

输送机：SGZ764/2×375 转载机：SZZ764/375。

优点：设备的通用性较高，设备的整体适应性较强，在整个使用过程中，不会出现因物料片帮、垮落等产生的压死现象，与采煤机的配套简单，可实现物料分布较厚的区域的开采。

缺点：根据大竹园铝土矿一采区地质条件，铝土矿石能否出现煤炭一样的片帮、垮落等现象，现不能肯定，如没有，则造成设备能源的浪费。

通过方案比较，为满足矿物的顺利开采，并避免不确定因素等现象造成的采矿影响，故方案二选型比较合理。

3 输送设备关键零部件的改进

1）输送设备磨损问题的改进。

a）中部槽中板、底板采用耐磨强度更高的进口板材。

b）通过改变热处理工艺，增加设备局部的耐磨性。

c）增大刮板链与中板之间的距离，减少链条与中板的磨损。

d）改变输送机机头卸载方式，端卸改为侧卸，减少物料进入机头链轮轴组部位。

e）改变机头、尾链轮护板处结构，使物料进入机头链轮轴组前直接进入下链道。

f）下链道过渡槽下底板处增设漏料口。

2）输送设备与采机之间配合结构的改进。

a）加高齿轨座高度，加大齿轨座与电缆槽挡板指甲的距离，减少齿轨周边物料的堆积。

b）中部槽与采机之间使用骑槽帮結构。

c）加大采煤机牵引轮节距适应范围。

3）输送设备使用方面改进。

a）设备停机前，因增加输送设备的空转时间，尽量使输送机上链道无物料存在，减小下次启动时的负荷。

b）增加设备关键部件的维护次数。

c）增加设备易损部件的更换次数。

4 结语

通过上述分析，非煤矿使用的设备应具有以下特点：

1）工作面整体较短。整个工作面长度控制在 100～150m之间。

2）整机功率较大。整机功率增大1.5 ～2倍。

3）链条规格较大。在同型号产品正常配置的基础上增加一个规格。

4）整机的个性化设计较为突出。