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摘要：通过对凹兜式巷道内强力皮带安装过程中出现的一系列复杂问题的解决，保证了皮带机的顺利安装和安全生产，同时为类似凹兜式巷道皮带安装提供很好的借鉴。
关键词：凹兜式巷道；带式输送机；设计
分类号：TP303
车集煤矿南翼主煤流系统在21煤仓至井底段采用平巷煤车运输，为提高原煤运输效率，设计施工了南翼辅助进风巷，巷道内安装皮带，直接运煤至井底煤仓。
因地质条件复杂，南翼辅助进风巷施工后，属典型的凹兜式巷道，主运输皮带在这种复杂工况下安装就必须面临一系列复杂的问题。
一、凹兜式巷道皮带安装将面临的复杂问题
巷道排水问题；强力皮带凹兜段的整体设计；带面搭接方式；多回路供电系统和复杂的控制系统；轨皮同巷运输潜在的安全隐患；凹兜段机架带面飘带现象；凹兜段最低点带面褶带现象；以及现场施工的人员组织与安全管理等一系列关键问题，都需要逐步解决。
二、关键问题的各个击破：
巷道排水：巷道整体为凹兜式，根据巷道实际涌水特点：涌水量最大点出现在凹兜内平巷段中部，其次在凹兜内两变坡点；而一部皮带巷300m以上段出现特殊涌水现象。根据掘进期间实测的不同地点的涌水量，排水系统设计为：凹兜内平巷段中部施工一个40m3的水仓，安装两台90KW多级水泵，作为凹兜段巷道主排水泵，电源采用两回路供电；凹兜内两变坡点处分别安装一台7.5KW排沙泵，把水集中排至90KW主泵坑处；而一部巷道在300m躲避硐室内设置一自动上水37KW排沙泵，可靠解决排水问题。如图1所示。
皮带整体设计：结合皮带运输量和复杂的巷道工况，一部皮带巷道坡度16°设计为500米上山皮带，安装160KW电机的三组驱动装置，带面选型为ST/S1600-1000轻型强力带面；二部皮带1500米，设计为倒拉皮带，两组160KW电机驱动装置安装在机尾，其中巷道工况为：23绕道段平巷，与主运输轨道同巷，进风巷里段向下为300米下山，机头储带仓方向又是100米上山，中间部分为平巷；二部为ST/S1250-1000轻型强力带面。
带面接头搭接方式的选择：一部带面青岛巨航ST1600S-1000轻型强力带面，带面∑max=1600N；二部带面ST1250S-1000型，带面∑max=1250N，根据带面规格、带面承受载荷、皮带运输量、巷道坡度，设计一部皮带均采用二级搭接，搭接长度1600m（标准搭接）；二部带面采用一级搭接，搭接长度1300m（比标准搭接长度长100m）；
一二部搭接点转载角度较大情况下溜煤槽的设计：一二部皮带中心线夹角为26°，在转载角度较大情况下，机尾溜煤槽设计转载角度较大，底板长度短，侧板较长，保证煤流转载流畅，且转载后正好落在皮带中间。
二部皮带电控设计：二部皮带倒拉、下运特殊性，在控制系统方面，出现天津华宁KTC101控制系统、邹城广信皮带集中控制器、上海软启动开关三套系统交叉现象；结合现场设备控制的重点，二部皮带控制系统设计为：（1）集中控制（远控）部分：由KTK101系统作为主控制系统，控制液压制动闸系统，再通过邹城广信集中控制器（KXJ—5/660电控箱）控制软启动开关，进而控制电机的起停，同时皮带停机后液压系统可靠泄压，制动器及时抱闸；另一方面带速，防撕裂、跑偏保护，可通过KTK101集中控制的远方下位机直接实现皮带综合保护。（具体如图2）
（2）近控部分：可在邹城广信电控箱上直接设置就地按钮，实现近控开车。
凹兜段飘带问题的解决：在巷道凹兜段，底板落差较大，机架在该段高低不平，在皮带起、停过程中就会出现上带面飘起，解决方案为：安装下带面压带滚筒和上带面压带装置，同时局部调整巷道顶板和地坪，衬平该段机架；
凹兜段飘带问题的解决：
1、皮带褶带分析：
（1） 褶带点处于300米下山运输与平巷交界处，皮带起车过程中，在下山段带面和货物自身重力的分力增大了该段带面牵引力，由F=MV得知，牵引力F增大，带速V增大；此时在该点以前的平巷段，带速正常，因而在该点出现褶带；
在起车过程中，带面和物体在运输中质量基本不变，故V1>V2；
待皮带运转正常以后，带面受力逐渐达到平衡，运转正常
（2） 皮带起车过程中，由于软启动开关软起时间较短，斜坡电压初始值较大，皮带起动过快，带面牵引力传递较快，在牵引力由下带面传递到上带面凹兜段最低点时，带面受张力向上飘起，反复2-3次后，该点以前带面受力暂时达到平衡，而该点以后带面牵引力逐渐增大，在整个凹兜段带面受力没有达到平衡前，该点前带面运行速度落后与后带面，导致该处褶带；
（3） 该段上托滚架间距1.2m，带面在松弛下很容易褶起；
2、问题解决：设计摩擦片装置在300米下山分段安装；同时加密最低点前后10m内上托辊架，调整软启动开关斜坡电压初始值为40%，延长软起时间为30s，解决褶带问题。
轨皮同巷段运输安全：南翼运输皮带在23绕道段，出现主运输带面和强力皮带在同一巷道内运输，各系统正常运转时存在安全隐患。根据现场实际，设计皮带隔离装置：利用70*70的矩形网片，周围30*3角铁做边框，并配合10#槽钢，用U型卡固定在皮带纵梁上，形成一道牢固的皮带防护网。
人员组织和施工安全：根据现场合理安排施工进度，专人负责施工现场安全和监督工程质量，确保整个施工的顺利完成。
三、效果评价：
1、效益评价：
1）在复杂巷道工况下，通过对皮带安装过程中一系列关键性问题的解决，保证了皮带的顺利运转；
2）采取有效措施，解决复杂巷道皮带飘带、褶带、跑偏问题，保证了设备的安全运转；
3）合理的人员组织和工程监督，保证设备安装提前完成，节约大量人力、财力。
2、推广应用：
复杂巷道工况下皮带安装的顺利完成，积累了丰富的技术和管理经验，尤其是在煤矿井下凹兜式巷道运输设备的安装方面具有推广价值。
作者简介：
李增（1983.8—），男，河南唐河人，助理工程师，2007年毕业于开封大学 现在车集煤矿机电科从事机电运输设计工作。
关键词：凹兜式巷道；带式输送机；设计
分类号：TP303
车集煤矿南翼主煤流系统在21煤仓至井底段采用平巷煤车运输，为提高原煤运输效率，设计施工了南翼辅助进风巷，巷道内安装皮带，直接运煤至井底煤仓。
因地质条件复杂，南翼辅助进风巷施工后，属典型的凹兜式巷道，主运输皮带在这种复杂工况下安装就必须面临一系列复杂的问题。
一、凹兜式巷道皮带安装将面临的复杂问题
巷道排水问题；强力皮带凹兜段的整体设计；带面搭接方式；多回路供电系统和复杂的控制系统；轨皮同巷运输潜在的安全隐患；凹兜段机架带面飘带现象；凹兜段最低点带面褶带现象；以及现场施工的人员组织与安全管理等一系列关键问题，都需要逐步解决。
二、关键问题的各个击破：
巷道排水：巷道整体为凹兜式，根据巷道实际涌水特点：涌水量最大点出现在凹兜内平巷段中部，其次在凹兜内两变坡点；而一部皮带巷300m以上段出现特殊涌水现象。根据掘进期间实测的不同地点的涌水量，排水系统设计为：凹兜内平巷段中部施工一个40m3的水仓，安装两台90KW多级水泵，作为凹兜段巷道主排水泵，电源采用两回路供电；凹兜内两变坡点处分别安装一台7.5KW排沙泵，把水集中排至90KW主泵坑处；而一部巷道在300m躲避硐室内设置一自动上水37KW排沙泵，可靠解决排水问题。如图1所示。
皮带整体设计：结合皮带运输量和复杂的巷道工况，一部皮带巷道坡度16°设计为500米上山皮带，安装160KW电机的三组驱动装置，带面选型为ST/S1600-1000轻型强力带面；二部皮带1500米，设计为倒拉皮带，两组160KW电机驱动装置安装在机尾，其中巷道工况为：23绕道段平巷，与主运输轨道同巷，进风巷里段向下为300米下山，机头储带仓方向又是100米上山，中间部分为平巷；二部为ST/S1250-1000轻型强力带面。
带面接头搭接方式的选择：一部带面青岛巨航ST1600S-1000轻型强力带面，带面∑max=1600N；二部带面ST1250S-1000型，带面∑max=1250N，根据带面规格、带面承受载荷、皮带运输量、巷道坡度，设计一部皮带均采用二级搭接，搭接长度1600m（标准搭接）；二部带面采用一级搭接，搭接长度1300m（比标准搭接长度长100m）；
一二部搭接点转载角度较大情况下溜煤槽的设计：一二部皮带中心线夹角为26°，在转载角度较大情况下，机尾溜煤槽设计转载角度较大，底板长度短，侧板较长，保证煤流转载流畅，且转载后正好落在皮带中间。
二部皮带电控设计：二部皮带倒拉、下运特殊性，在控制系统方面，出现天津华宁KTC101控制系统、邹城广信皮带集中控制器、上海软启动开关三套系统交叉现象；结合现场设备控制的重点，二部皮带控制系统设计为：（1）集中控制（远控）部分：由KTK101系统作为主控制系统，控制液压制动闸系统，再通过邹城广信集中控制器（KXJ—5/660电控箱）控制软启动开关，进而控制电机的起停，同时皮带停机后液压系统可靠泄压，制动器及时抱闸；另一方面带速，防撕裂、跑偏保护，可通过KTK101集中控制的远方下位机直接实现皮带综合保护。（具体如图2）
（2）近控部分：可在邹城广信电控箱上直接设置就地按钮，实现近控开车。
凹兜段飘带问题的解决：在巷道凹兜段，底板落差较大，机架在该段高低不平，在皮带起、停过程中就会出现上带面飘起，解决方案为：安装下带面压带滚筒和上带面压带装置，同时局部调整巷道顶板和地坪，衬平该段机架；
凹兜段飘带问题的解决：
1、皮带褶带分析：
（1） 褶带点处于300米下山运输与平巷交界处，皮带起车过程中，在下山段带面和货物自身重力的分力增大了该段带面牵引力，由F=MV得知，牵引力F增大，带速V增大；此时在该点以前的平巷段，带速正常，因而在该点出现褶带；
在起车过程中，带面和物体在运输中质量基本不变，故V1>V2；
待皮带运转正常以后，带面受力逐渐达到平衡，运转正常
（2） 皮带起车过程中，由于软启动开关软起时间较短，斜坡电压初始值较大，皮带起动过快，带面牵引力传递较快，在牵引力由下带面传递到上带面凹兜段最低点时，带面受张力向上飘起，反复2-3次后，该点以前带面受力暂时达到平衡，而该点以后带面牵引力逐渐增大，在整个凹兜段带面受力没有达到平衡前，该点前带面运行速度落后与后带面，导致该处褶带；
（3） 该段上托滚架间距1.2m，带面在松弛下很容易褶起；
2、问题解决：设计摩擦片装置在300米下山分段安装；同时加密最低点前后10m内上托辊架，调整软启动开关斜坡电压初始值为40%，延长软起时间为30s，解决褶带问题。
轨皮同巷段运输安全：南翼运输皮带在23绕道段，出现主运输带面和强力皮带在同一巷道内运输，各系统正常运转时存在安全隐患。根据现场实际，设计皮带隔离装置：利用70*70的矩形网片，周围30*3角铁做边框，并配合10#槽钢，用U型卡固定在皮带纵梁上，形成一道牢固的皮带防护网。
人员组织和施工安全：根据现场合理安排施工进度，专人负责施工现场安全和监督工程质量，确保整个施工的顺利完成。
三、效果评价：
1、效益评价：
1）在复杂巷道工况下，通过对皮带安装过程中一系列关键性问题的解决，保证了皮带的顺利运转；
2）采取有效措施，解决复杂巷道皮带飘带、褶带、跑偏问题，保证了设备的安全运转；
3）合理的人员组织和工程监督，保证设备安装提前完成，节约大量人力、财力。
2、推广应用：
复杂巷道工况下皮带安装的顺利完成，积累了丰富的技术和管理经验，尤其是在煤矿井下凹兜式巷道运输设备的安装方面具有推广价值。
作者简介：
李增（1983.8—），男，河南唐河人，助理工程师，2007年毕业于开封大学 现在车集煤矿机电科从事机电运输设计工作。