输送机在复杂地形运输系统的应用

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［摘要］针对管状带式输送机工作原理及应用发展状况，从可可盖矿井及选煤厂初步设计着手，分析了管状带式输送机和普通槽型带式输送机在复杂地形长距离运输系统应用中的优缺点，从安全环保、技术经济、投资费用等方面进行阐述，确定了矿井及选煤厂矸石外运系统设计方案，为国内类似复杂地形地貌矿区地面运输系统设计提供了参考。

［关键词］管状带式输送机；长距离运输系统；复杂地形；安全环保

1概述

可可盖井田位于陕西省榆横矿区北部，处于毛乌素沙漠南侧，以沙漠滩地、半固定沙丘地貌为主。井田东西宽12.5km，南北长14.4km，面积约176.68km2，开采服务年限88.5a。矿井设计规模及配套选煤厂洗选能力均为10.0Mt/a，生产原煤经洗选加工后，产品煤为洗混块4.75Mt/a和洗末煤4.82Mt/a，且全部外运。建井期矸石量约56万m3、生产期洗选矸石量约0.43Mt/a，排至工业场地南侧约1km处的临时矸石周转场，一部分用于工业场地填方和修筑铁路路基，其余经破碎后全部用于井下充填。矸石外排方式设计采用带式输送机，起点为选煤厂矸石仓下口，终点为临时矸石周转场，运输距离约1.0km。

2地形地貌

带式输送机铺设长度范围内主要为沙丘、沙梁遍布的沙漠滩地貌，地形高低不平、起伏较大，地势整体西高东低、北高南低。中间最低标高+1269.4m、最大标高+1287.6m，经简单平整后，一般相对高差5~15m；选煤厂矸石仓下口标高+1273.9m，临时矸石周转场排矸口标高约+1271.1m，带式输送机倾角在1°~10°间起伏。因附近有当地村民不可拆迁构筑物阻隔，带式输送机在平面上还需有一个86°的拐弯。带式输送机总体走向表现为平面上弯曲不直，剖面上起伏不定。

3带式输送机的分类及应用

带式输送机是最为常见的物料连续输送设备，在煤炭、矿山、建材、港口等领域应用十分普遍。通常将倾角在18°以内、承载带面槽角在35°以内的带式输送机习惯称之为普通带式输送机。随着科学技术的进步，普通带式输送机向长运距、大型化方向快速发展。由于带式输送机可以全天候、长距离、连续性、大输送量的实现散状物料的输运，因而在许多领域得到广泛的应用。同时，较之汽车、铁路运输，带式输送机的运营费用也较低廉。带式输送机在结构上又可分为普通槽型带式输送机、空间可弯曲带式输送机和管状带式输送机3种形式。

4运输方案比较

可可盖矿井及选煤厂矸石外排运输方式采用带式输送机。经过分析，有2种方案可以比选，一种是管状带式输送机，一种是槽型带式输送机。

4.1管状带式输送机

4.1.1管状带式输送机的发展和应用在当前国家转变经济发展模式政策引导下，环保已成为工程建设领域日趋重要的问题。散状物料输送系统在工作过程中产生的粉尘和撒料对环境的污染，已经引起国内外输送机械设计、制造、使用及行政管理等部门越来越多的关注。为了减少输送过程中产生的污染，提倡环保和无公害化输送散状物料。管状带式输送机（简称管带机）于上世纪70年代由日本JPC公司研发而成［1］。我国的管带机设计制造和使用最早起步于1997年，目前使用案例也较多,如国内最长的陕西安康尧柏水泥厂管带机长度约7km、大唐国际内蒙古托克托发电公司管带机输煤系统总长2.7km、翔鹭石化漳州古雷海腾码头输煤管廊工程管带机长度约5.9km、山西煤炭运销集团上社煤炭公司长顺煤矿选煤厂管带机长度约5.1km等。管带机外观如图1所示。4.1.2管状带式输送机工作原理管状带式输送机是在普通槽型带式输送机基础上发展起来的一种特殊连续输送设备［2］。其输送路径可采用空间曲线布置，输送倾角大，在复杂地形条件下单机输送距离长，能克服普通槽型带式输送机的缺陷与使用范围的局限性，其自身封闭结构还可减少物料在运输途中的损失和对环境的污染。管状带式输送机的结构与普通槽型带式输送机的结构基本一致，只是在受料点后至卸料点前的中部输送段形成圆管状，即在尾部受料段后胶带由平行向槽行、深槽行逐渐过渡，最后将物料包裹起来卷成圆管状。在成型段，胶带被六边形布置的托辊强行裹成圆管，输送的物料完全被封闭在圆管内随胶带稳定运行，从而达到稳定运行的目的。当到达头部或中间卸料点时，胶带再由圆管状向深槽行、槽行、平行逐渐过渡，最后在头部滚筒或中间卸料点卸料。胶带的回程基本上与承载段相同，一般也是呈圆管状，并在一定条件下（通过翻带装置）可实现双向输送。目前，管状带式输送机在国内外已得到广泛应用。管带机结构原理如图2~4所示。4.1.3管状带式输送机优缺点4.1.3.1管状带式输送机优点（1）环保功能。在输送过程中可密闭输送散状物料，真正做到不撒落、不飞扬、不泄漏，同时也可防止管外物料的混入。因回程分支输送带也成封闭圆管状，粘附在输送机底带上的物料不会撒落，所以实现了无公害化输送，净化了环境，无需像普通槽型带式输送机那样设置封闭式皮带走廊，也无需安排人工清理撒煤（矸），减少了基建投资等费用［3］。（2）抗空间起伏、弯曲能力强。与其他型式的带式输送机相比，管状带式输送机具有卓越的抗空间起伏、小直径弯曲能力。在输送线路上，输送带成圆管结构，使输送机可自由实现垂直面和水平面的转弯，可绕过各种障碍和设施，跨过公路、铁路、河流和煤矿塌陷区等，不需要中间转载。因此可以设计出非常经济的总体布置方案，以较小的曲率半径实现空间弯曲而布置线路，如图5所示。（3）大角度倾斜能力。与普通槽型带式输送机相比，管状带式输送机具有更大的倾斜输送能力。物料被包裹在输送带里增加了物料与输送带内表面之间的相互摩擦力，因而提高了管带机的倾角，最大倾角可达30°。（4）无跑偏现象。因其结构原理决定，管状带式输送机不会产生输送带跑偏的现象，且允许输送带可以产生一定的扭转。（5）使用标准部件。管状带式输送机可采用与通用带式输送机相同的标准部件。由于管状带式输送机的输送带在头、尾及拉紧滚筒处是平行的，带速系列也一致，所以可采用标准的普通带式输送机的滚筒、轴承和驱动装置。（6）施工速度快。管带机主要为钢架支撑结构，拼接容易，无需施工皮带廊道，土建工程量少，施工速度快。（7）无需设置采暖、消防和冲洗设施。管带机采用半露天布置，中间成管段无需设置消防、采暖和冲洗设施，可有效降低工程投资。（8）无下垂，噪音小。在管带机运行、胶带成管后，其刚性大、无下垂、振动小、噪音低，与普通槽型带式输送机相比，不跑偏、不磨边、不易撕裂皮带，因而运行更加稳定。4.1.3.2管状带式输送机缺点（1）功耗大。由于管带机横向张力较大，与托辊间摩擦阻力较大，因而功耗也比普通槽型带式输送机略高。（2）冬季不能长时间待料停车。露天管带机与带廊道槽型带式输送机相比，冬季时不能长时间带料停车，以避免因管带机输料内有水而将整个管腔冻实，因此，对配套设备可靠性要求较高。

4.2槽型带式输送机

4.2.1槽型带式输送机优点（1）槽型带式输送机运行功率较管带机小，托辊数量较管带机少，维护工作量较小。（2）由于采用皮带走廊全封闭维护，内设采暖设备，因此冬季运行时带料停车时间没有限制，且冬季维护人员皆在室内操作，工作环境较好。（3）采用皮带走廊封闭管理，输送机与外界环境隔离效果好，安全性及环保性有可靠的保证。4.2.2槽型带式输送机缺点（1）采用皮带走廊全封闭维护，占地面积大，增加投资费用。（2）皮带走廊内需铺设采暖管网、配套增加防尘管路和防尘设施。根据国家相关消防规范要求，全封闭廊道需设置室内消防给水设施等。因此势必增加投资和维护费用。（3）为绕过村民不可拆迁构筑物，需增设转载皮带机。（4）因槽型带式输送机抗空间起伏能力差，需规范平整输送机铺设范围内的场地，增加了工作量。

4.3管状带式输送机与槽型带式输送机技术参数选择比较及初期投资比较

4.3.1技术参数选择比较技术参数选择比较如表1所示。4.3.2初期投资比较初期投资比较如表2所示。4.3.3方案选择经综合对比分析，管状带式输送机具有安全环保、初期投资少、维护量小、抗空间弯曲能力强、施工方便、工期短等优点。因此，可可盖矿井及选煤厂矸石外排运输方式选用管状带式输送机。

5结语

为提高建设项目的本质安全化水平，需要从设计阶段开始就引入安全环保理念，积极引进新技术、新工艺、新材料、新设备，提升安全环保管理层次，为建设国内一流、技术领先的新时代智能煤矿打下良好的基础。

［参考文献］

［1］董大仟，何青，杜冬梅.大型带式输送机系统设计［J］.起重运输机械，2006（4）：26-29.

［2］李志平.管状带式输送机在物料输送中的应用［J］.电力勘测设计，2003（1）：48-52.

［3］陈宏勋.管道物料输送与工程应用［M］.北京：化工工业出版社，2003.

作者：郭行运 单位：陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司