首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工程综合论文 > 矿业工程论文 > 皮带运输机清理装置的优化设计及评估

皮带运输机清理装置的优化设计及评估

2023-09-01 91 上传者：管理员

摘要：一般皮带运输机清理装置采用刮刀清理的方式，清理效果一般而且会影响到皮带运输机的输送效率，干扰运输机传动运行。基于此，通过设计一种底皮带黏结煤块清理装置对原有皮带运输机刀片式清理装置进行优化改进，对皮带下部以及侧边上黏结煤体进行清理。经现场试测发现，改装装置能够解决运输机输送作业过程中的煤块黏结问题，极大提高了皮带运输机的作业效率，同时延长了皮带运输机皮带的使用寿命，值得推广应用。

关键词：
刀架
清理装置
皮带运输机
矿业工程
黏结煤块
加入收藏

引言

皮带运输机作为煤矿井下重要的输送设备，其能否实现高效快速的运转，直接关系到煤矿企业的经济效益，综采工作面也得益于皮带运输机的高效运行而持续开采运转。然而，在皮带运输机运输过程中由于间隔设置喷雾除尘装置，加上综采工作面开采出的煤本身附含一定水分，就导致一部分水煤黏结在皮带表面。这部分煤体在机头卸载过程中无法脱落，从而出现机头附近水煤淤煤的堆积现象。传统清理装置通过设置刮刀清理的效果较差，而且影响到运输机的传动过程，因此通过研制一种新型运输机底皮带黏结煤块清理装置，来解决上述问题。

1、工程背景

某矿井田东西长14.8 km、南北宽13.2 km，总开采面积195.36 km2，设计开采4号、5号、8号煤层，年设计开采能力1 000万t。该矿运输系统已实现大型化、智能化建设标准，井下输送任务全部采用皮带运输机设备进行输送作业。对于井下皮带运输机在机头底部出现淤煤堆积的现象，该矿采用安装刀架利用刀片刮除的方式进行黏结煤块的清理工作。该清理装置在皮带运输机输送作业完成后皮带返回过程中对黏结煤块刮除，使刮落下的煤块落至机头溜槽内，但在长期清理作业中发现该刀架清理装置对黏结煤块的清理效果并不是很理想，而且刀片磨损更换周期很短，对皮带的磨损也很严重，造成了皮带运输机设备检修维护上的困难。基于这种情况，研制出一种新型皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置，并在该矿进行应用测试，来解决运输机输送作业过程中的煤块黏结问题。

2、黏结煤块清理装置设计

2.1结构设计

针对上述刀片清理装置的各种弊端，进行皮带运输机清理装置改进优化，设计出一种新型煤块皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置，如图1所示。该清理装置主要包括运输机皮带、清理架以及煤块收集箱三部分。运输机皮带可位于清理架上方或置于清理架中，煤块收集箱共有两个，都位于清理架之下，用于对刮刀、喷水装置以及毛刷刮落下的煤块进行收集[1]。

图1黏结煤块清理装置结构

黏结煤块清理装置安装于皮带运输机设备下方，通过清理架上的刀架对皮带底部黏结煤块进行刮除作业，该刀架与原有清理装置的区别在于V形设计，V形刀架上安装刮刀并利用螺栓进行固定，同时用连接杆分别焊接刀架和支撑板，支撑板上安装喷水装置和毛刷。在皮带运输机运输作业时，毛刷和V形刮刀将靠近运输机下皮带表面，进行黏结煤块清理作业。在清理架的上方是运输机皮带，下方是两个刮除煤块收集箱，其中一个收集箱安装在V形刀架下方对刮刀刮落的煤块进行收集，另一个收集箱安装在支撑架下方，用于收集喷水装置以及毛刷冲洗下的水煤；V形刀架尖端指向与皮带运输机底皮带运行方向相同；为避免长时间刀架运行过程中对皮带造成的损坏以及刮刀自身磨损效果，清理架上的V形刀架与支撑板均可通过弹簧连接的方式，减小了清理过程中的冲击力。通过这种柔性连接的方式有效降低了刮刀与毛刷清洁器对皮带运输机皮带造成的冲击损坏，降低了皮带以及刮刀在长时间接触过程中的磨损，不仅延长了清理装置以及皮带运输机皮带的使用寿命，同时也节省了皮带的更换维护费用。

2.2清理装置作业原理

皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置的具体作业原理为：皮带运输机开机运行，进行综采工作面煤炭运输工作，此时皮带运输机的底皮带运转方向与清理装置V形刀架尖端指向保持一致，V形刀架上的刮刀靠近皮带运输机底皮带开始清理皮带表面的黏结煤块，黏结煤块将在V形刀架的内侧被刮落，并落入V形刀架下方的收集箱中；此时由于刀架刮煤作业后仍有小部分黏结煤块未被刮落，将由支撑板上的喷水装置对皮带运输机的底皮带进行冲洗，然后由毛刷对运输机进行黏结煤块二次清理。由喷水装置冲落的黏结煤块以及由毛刷刷落的煤块被统一收集，此时即完成了皮带运输机底皮带的一次黏结煤块清理工作。为保持V形刀架以及毛刷在皮带运输机底皮带上的抵触效果，将刀架以及支撑板的底部通过弹簧连接的方式提供一定的压力，确保刮刀以及毛刷能够与底皮带保持接触，确保清理效率。

2.3清理装置效果评估

1）皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置一共设置了三道工序对底皮带黏结煤块进行清理作业，第一道工序为V形刀架利用刮刀对大部分黏结煤块进行刮落，然后由第二道工序喷水装置进行残余煤块冲洗冲落，最后由毛刷进行清扫作业。完成上述三道清理工序后，绝大部分黏结煤块将被一次性去除，实现了皮带运输机高效快速清洁工作。

2）该皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置在结构设计上十分简单、设计成本较低、适应性强，值得在各皮带运输机设备上推广应用。同时，该清理装置不仅对机头部底皮带进行清扫，还可进行改造安装于皮带运输机各位置对皮带进行清洁作业，对工作环境适应性较强。

3）皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置在设计过程中，由于弹簧结构的使用使得刮刀以及毛刷部分与底皮带之间采用了柔性接触方式，既保证了刮刀以及毛刷在刮除清扫黏结煤块时的工作效率，又避免了长时间作业过程中对清扫装置以及运输机皮带的损坏，延长了运输机皮带以及清理装置的使用寿命；同时，利用该清理装置可将皮带运输机皮带上的黏结煤块进行刮除，在通过喷水装置及毛刷对皮带运输机进行冲洗清扫，确保了皮带运输机设备上不会残存黏结煤块对皮带造成损坏，极大提高了皮带运输机的作业效率，同时延长了皮带运输机皮带的使用寿命。

3、应用效果分析

将优化改进后的皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置在该矿各皮带运输机设备上进行安装测试，并进行试运行。经过为期1个月的现场测试发现，该皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置可以有效解决皮带运输机机头位置出现的淤煤堆积问题，而且清理装置结构简单便于安装，对黏结煤块的清理效果较好，可以实现皮带运输机底皮带黏结煤块的快速清理工作。通过安装优化改造后的皮带运输机底皮带黏结煤块清理装置，避免了皮带运输机机头部位淤煤堆积现象，传统刮刀清理效果较差仍需人工清理作业的现状也得到了解决，通过1个月的工程实际应用，清理装置运行良好，也未发生淤煤堆积现象，期间也没有进行人工清扫作业，降低了井下工作人员的劳动量，同时提高了皮带运输机设备的使用寿命，节省了煤矿企业的设备维护检修费用。

4、结语

在皮带运输机进行煤炭资源输送过程中，由于间隔安装的喷雾降尘装置以及综采面运出的煤炭本身附含水分，造成了皮带上煤块的黏结。基于传统刮刀清理装置刮除效果较差的现状，通过V形刀架设计，增设喷水毛刷装置对皮带运输机清理装置进行了优化改造。经过现场实际应用发现，优化改进后的清理装置对底皮带清理效果较好，降低了残余煤块对皮带运输机设备造成的损坏，延长了皮带运输机设备使用寿命。而且该清理装置结构设计简单，环境适应性强，值得在各皮带运输机设备皮带清扫作业中推广应用。

参考文献:

[1] 彭天好,陈颖,张义龙,等.带式输送机机尾滚筒两级螺旋输送自清理装置设计[J].煤炭工程,2018(12):169-171.

文章来源:郭建亮.皮带运输机清理装置的优化设计及评估[J].机械管理开发,2023,38(08):153-154.