1、 XX 煤 礦 大傾角膠帶輸送機改造方案 二0一五年七月二十三日 目 錄一、概述1二、現大傾角皮帶機相關技術參數1三、大傾角膠帶輸送機改造原則1四、改造方案1（一）改造方案一 1 (二)改造方案二 3 (三)改造方案三 5五、大傾角膠帶輸運機改造后運輸能力計算 7六、方案對比18七、方案選擇18大傾角膠帶輸送機改造方案 一、概述我礦+1220m水平下延工程與2002年啟動，+1220m水平下延大傾角皮帶機于2009年安裝投入使用，膠帶輸送機全長650m，帶寬1m，帶速2m/s，傾角25，運量320t/h，輸送帶為ST2000鋼繩芯膠帶，初期使用運輸量很小。隨著我礦機械化水平的提高，進入2013

2、年以來，大傾角膠帶輸送機運量逐漸增大，有時日產量3000t，隨著后期礦井+1220m水平下延產出的原煤將全部從+1220m水平大傾角皮帶機往上運輸，導致目前大傾角膠帶輸送機驅動裝置不堪重負，自2013年至今皮帶機液力偶合器有16次嚴重損壞，電機燒毀3次，減速機溫度過高。影響安全生產，鑒于上述情況大傾角膠帶輸送機驅動裝置的能力已經無法滿足現階段運輸要求，故大傾角膠帶輸送機驅動裝置急需改造。 二、現大傾角皮帶機相關技術參數參數名稱參數值參數名稱參數值輸送物料煤設計輸送量320 t/h容重0.9 t/m3帶速2.0m/s運距650m提升高度248m帶寬1000mm托輥直徑108mm帶強ST2000電

3、機功率500kw 三、大傾角膠帶輸送機改造原則1、不改變輸送機帶速。2、增加一套新的驅動裝置，使雙驅動運輸能力達到400t/h，實現功率平衡。3、當一套驅動有問題后，另一套驅動能單獨工作。4、現有的驅動電機功率500kw，減速機型號為17A繼續使用。5、改造后驅動裝置必須滿足膠帶輸送機運行條件。 四、改造方案（一）改造方案一描述 1、在大傾角皮帶機機頭增加一套500KW驅動（由原來單套500kw更換為2500kw），將原有的機頭機架和卸載滾筒拆除，更換為傳動機架和更換為1250mm傳動滾筒,需要開挖硐室。 (1)使用ST2000阻燃膠帶不變。 (2）帶速 2.0m/s（和原來速度一致），增加一

4、套電機功率500KW，包含電動機、減速器、液粘軟起動、聯軸器、驅動底座。 (3）增加制動裝置1套，型號為KPZ-1400/4*80。 (4) 增加一套傳動滾筒和改向滾筒、傳動架、改向架。 (5）增加一套驅動裝置基礎。 (6）增加一套機架基礎。 (7）增加電氣部分及電氣基礎。 (8）現有驅動裝置的液力耦合器改為液粘軟啟動。 (9）在機頭左側需開幫挑頂，并保留現有的一根吊裝鋼梁。 (10）增加一組吊裝鋼梁。 2、增加設備明細表序號名稱規格型號單位數量單價（萬元）總價（萬元）備注1電機YB2-45014（500KW，6KV）臺117.317.32減速機B3SH17A臺147.547.53液粘軟起動Y

5、NRQD450臺230.060.04高速聯軸器HL8件20.20.45低速聯軸器BL14件12.72.76盤式制動器KPZ1400/4*80臺125.525.57傳動滾筒1250DTII04A8284S件110.410.48改向滾筒1000DTII04B7242件17.07.09改向滾筒800DTII04B6162件12.72.710驅動裝置架件11.81.811傳動架件12.32.312改向架件10.50.513電氣本安操作臺TH-24臺116.516.513001000950PLC控制箱KXJ-2/1140(660)970810720控制泵專用開關QJZ9-380/1140(660)臺13

6、.83.81030810650高壓啟動器QJGZ-100/6臺14.24.2140014501500低壓真空啟動器QBZ-80/1140(660)臺20.51800500700控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP100.75臺1000.0020.2控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP40.75米2000.00150.3控制電纜MYQ41.0米1000.00090.09高壓電纜MYJV223*70米3000.01544.62低壓電纜MY3*25+1*16米3000.00070.2114運費項15515技術服務費項133合計總價：216.12 3、井巷工程量： (1）驅動硐室開幫工程量：長寬高=1544.5=

7、270m3 (2）驅動裝置基礎坑工程量：長寬深=8m1m1.2m=9.6 m3 (3）傳動架基礎坑工程量： 長寬深=8m2m1.2m=19.2 m3 (4）盤式制動器基礎坑工程量：長寬深=5m4m0.8m=16 m3 總工程量：270+9.6+19.2+16=314.8m3，按每天20m3施工，加澆筑基礎，預計井巷工程需要1個半月。 (5）按人工費加材料費500元/m3，井巷工程需15.74萬元。 4、方案一井巷工程費用需15.74萬元；購進設備需216.12萬元，共計 231.86萬元。 (二)改造方案二描述 1、大傾角皮帶機機頭前方有一條1米皮帶，長100m，將前方1米皮帶拆除，兩條皮帶機

8、整合為一條皮帶機，將大傾角皮帶機延伸到煤倉，延伸長度100m。在煤倉處增加一套500KW驅動（由原來單套500kw更換為2500kw），將增加的驅動裝置安裝在巷道的右側，需要在煤倉左側開幫挑頂開挖硐室。大傾角皮帶延伸后，皮帶中心與煤倉中心偏3.8米，將煤倉的上口往左擴3.8米，需在機頭增加導料槽。 (1）使用ST2000阻燃膠帶不變。 (2）帶速 2.0m/s（和原來速度一致），整合為一條皮帶機后，在機頭處增加一套電機功率500KW，包含電動機、減速器、液粘軟起動、聯軸器、驅動底座。 (3）將現有搭接處的卸載機架及滾筒拆除,并在現有搭接處增加一套卸料裝置。 (4）增加制動器1套，型號為YWZ-

9、500/201(防爆）。 (5) 兩條皮帶機整合為一條皮帶機后，滾筒及機架受力不滿足現在的要求，需要重新更換。增加一套傳動滾筒和改向滾筒、傳動架、改向架。 (6）增加一套驅動裝置基礎。 (7）增加一套機架基礎。 (8）增加電氣部分及電氣基礎。 (9）增加一組吊裝鋼梁。 2、增加設備明細表序號名稱規格型號單位數量單價（萬元）總價（萬元）備 注1中間架1米架320.26.42上托輥105375個2580.0615.483下托輥1150375個320.13.24上托輥架個700.18.65下托輥架個320.13.26上調偏托輥架個90.121.087下調偏托輥架個50.10.58阻燃膠帶ST2000

10、米200800169阻燃膠帶粘接個31.54.510電機YB2-45014（500KW，6KV）臺117.3 17.3 11減速機B3SH17A臺147.5 47.5 12液粘軟起動YNRQD450臺230.0 60.0 13高速聯軸器HL8件20.2 0.4 14低速聯軸器BL14件12.7 2.7 15制動器YWZ-500/201(防爆）套11 1 16傳動滾筒1250DTII04A8284S件13.8 3.8 17改向滾筒1000DTII04B7222件15.9 5.9 18驅動裝置架件11.8 1.8 19傳動架件12.32.320電氣本安操作臺TH-24臺116.516.513001

11、000950PLC控制箱KXJ-2/1140(660)970810720控制泵專用開關QJZ9-380/1140(660)臺13.83.81030810650高壓啟動器QJGZ-100/6臺14.24.2140014501500低壓真空啟動器QBZ-80/1140(660)臺20.51800500700控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP100.75臺1000.0020.2控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP40.75米2000.00150.3控制電纜MYQ41.0米1000.00090.09高壓電纜MYJV223*70米3000.01544.62低壓電纜MY3*25+1*16米3000.00070.21

12、21運費項15522技術服務費項133合計總價：245.08 3、井巷工程量： （1）驅動硐室工程量：長寬高=82.254=72m3 （2）開幫工程量：長寬高2=924.542=828m3 （3）驅動裝置基礎坑工程量：長寬深=8m1m1.2m=9.6 m3 （4）傳動架基礎坑工程量： 長寬深=8m2m1.2m=19.2 m3 （5）總工程量：72+828+9.6+19.2=928.8m3，按每天20m3施工，加澆筑基礎，預計井巷工程需要2個半月。 （6）按人工費加材料費500元/m3，井巷工程需46.44萬元。 4、方案二井巷工程費用需46.44萬元；購進設備需245.08萬元，共計291.5

13、2萬元。 （三）改造方案三描述 1、在皮帶機機頭增加一套永磁電機，將原來的500KW的驅動也更改為永磁電機，需要開挖硐室。 （1）使用ST2000阻燃膠帶不變。 （2）帶速 2.0m/s（和原來速度一致），增加一套電機功率500KW，包含電動機、減速器、液粘軟起動、聯軸器、驅動底座。 （3）增加制動裝置1套，型號為KPZ-1400/4*80。 （4) 增加一套傳動滾筒和改向滾筒、傳動架、改向架。 （5）增加一套永磁驅動裝置基礎。 （6）增加一套機架基礎。 （7）增加電氣部分及電氣基礎。 2、增加設備明細表：序號名稱規格型號單位數量單價（萬元）總價（萬元）備注1永磁電機TBVF-800/70YC

14、臺22404802低速聯軸器BL17件28163盤式制動器KPZ1400/4*80臺125.525.54傳動滾筒1250DTII04A8264S件19.39.35改向滾筒1000DTII04B7242件1776改向滾筒800DTII04B6162件12.72.77永磁電機底座件20.40.78傳動架件12.32.39改向架件10.50.510電氣本安操作臺TH-24臺116.516.513001000950PLC控制箱KXJ-2/1140(660)970810720變壓器KB198018001255低壓配電開關KBZ-1000/1140(660)臺1282812009001000防爆變頻器BP

15、J-500/1140臺14.84.8128114981260防爆變頻器DKB-500/1140L臺211501186888低壓真空啟動器QBZ-80/1140(660)臺2800500700控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP100.75臺10.50.5控制電纜(帶屏蔽)MKVVRP40.75米3000.0020.6控制電纜MYQ41.0米1000.00150.15高壓電纜MYJV223*70米3000.01544.62低壓電纜MY3*25+1*16米3000.00070.2111運費項15512技術服務費項133合計總價：607.47 3、井巷工程量： （1）驅動硐室開幫尺寸：長寬高=1544.5

16、=270m3 （2）驅動裝置基礎坑：長寬深=8m1m1.2m=9.6 m3 （3）傳動架基礎坑： 長寬深=8m2m1.2m=19.2 m3 （4）盤式制動器基礎坑工程量：長寬深=5m4m0.8m=16 m3 總工程量：270+9.6+19.2+16=314.8m3，按每天20m3施工，加澆筑基礎，預計井巷工程需要1個半月。 （5）按人工費加材料費500元/m3，井巷工程需15.74萬元。 4、方案三井巷工程費用需15.74萬元；購進設備需607.47萬元，共計623.21萬元。 五、大傾角膠帶輸運機改造后運輸能力計算 （一）當增加一套新的驅動裝置，使雙驅動運輸能力達到400t/h，實現功率平衡

17、。運量為400t/h的計算如下： 1、帶式輸送機參數：參數運量Q400t/h運距L750m傾角25提升高度H248m帶寬B1000mm帶速V2m/s 2、輸送帶型號及基本參數輸送帶型號帶 寬帶質量帶 厚ST20001000mmqd=34kg/m18mm 3、托輥的結構 承載分支采用55槽型托輥組（四節輥），回程段采用下平行托輥組。 （1）間距 承載托輥間距lt=1.2m 回程托輥間距lt=3m緩沖托輥間距lth=0.6 m （2）托輥直徑與質量承載托輥直徑dt=108mm（4G205），托輥旋轉質量 Gt=4.2Kg回程托輥直徑dt=108mm（4G205），托輥旋轉質量Gt=9.74Kg （

18、3）托輥阻力系數承載段阻力系數 回程段阻力系數 4、基本參數確定計算 （1）輸送帶線質量：qd=34kg/m （2）物料線質量： 其中：Q每小時運輸量，t/h；v運輸帶運行速度，m/s； （3）托輥旋轉部分線質量qt, qt： qt=14kg/m qt=3.25kg/m 5、線路阻力計算輸送機布置示意圖 采用頭部、中部驅動，1配比 （1）承載分支： （2）回程分支： （3）局部阻力 1)裝載點物料加速阻力： 其中：q物料線質量，kg/m；v帶速，m/s 。 2)裝載點導料槽側板阻力： 其中：帶寬，m；物料松散密度，t/m3；L導料槽側板長度，m。 3)清掃器阻力：彈簧清掃器阻力：空段清掃器阻力

19、： 6、輸送帶張力的計算各點張力應該同時滿足摩擦條件及垂度條件。滿足垂度條件的最小張力值為：Szmin=12.5glt(q+qd)cos=13165NSkmin=12.55gltqdcos=12495N其中：Szmin重載段輸送帶最小點張力；NSkmin空載段輸送帶最小點張力；N其中:其中：摩擦力備用系數，1.3功率配比系數，1歐拉系數，3按逐點張力法有：S1S2= S1 +W1-2 S3=KS2 S4= S3 + W3-4 其中：K張力增加系數,1.02。 根據摩擦傳動條件和垂度條件有： S4S1Skmin=12495 S3Skmin=13165 從而得出: S1= 88285N S2=12

20、907N S3=13165N S4= 265626N 7、輸送帶強度檢驗其中：輸送帶安全系數;sd帶芯拉斷強度，N/mm；對于ST2000鋼絲繩芯帶, sd=2000N/mm帶寬，mm輸送帶的安全系數： 所選用的輸送帶滿足靜態設計安全系數要求。 8、牽引力和電動機功率的計算 （1）輸送機的總牽引力 （2）電動機功率其中： K電機功率備用系數，取K=1.25 傳動系統的工作效率則有： （3）電機數量與配比的選擇根據以上計算的總驅動功率，電機可選取500kW電機2臺，型號為：YB2-4501-4，電壓等級6kv。 9、減速器的選型根據帶速、傳動滾筒直徑和電動機轉速推知減速器的傳動比為：選擇減速器的

21、型號為:B3SH17A(風扇+逆止器) 額定傳動比i=50。型號傳動比i額定機械功率(kW)B3SH17A(風扇+逆止器) 50628 10、制動力矩和逆止力矩計算充分考慮輸送機的使用安全，制動器總的制動力矩不得小于該輸送機所需力矩的1.5倍，選盤式制動器1臺，型號為：KPZ1400/4*80，制動力矩118KN.m。 11、軟起動選擇 電動機直接啟動時會產生很大的起動電流，從而對電網沖擊很大，而在電動機和減速器之間加液體粘性可控軟起動裝置則會大大改善電動機的啟動性能，從而延長電動機使用壽命，減小對電網沖擊。同時液體粘性可控軟起動裝置是一種無級調速裝置，具有起動加速度可控的功能，是目前性能最為

22、優越的可控軟起動裝置之一。本機采用YNRQD450型液粘可控軟起動裝置，傳遞功率范圍400-560kW。 12、拉緊裝置的選擇考慮到施工現場條件及輸送機的整體運行情況，拉緊方式采用尾部重錘車拉緊方式。 (1)拉緊力的計算 P=S2+S3=26k N (2)拉緊行程的計算=0.002750+21+2+2.5=8m其中: K伸長系數，膠帶取0.002；拉緊裝置拉緊車長度，2m；接頭長度，2.5m。 取L=8m。13、 計算結論：增加一套新驅動后可以滿足400t/h運輸能力。 14、膠帶輸送機改造后參數及配置技術 參數物料：原煤容重：1.0t/m3膠帶規格：ST2000運量：400t/h傾角：25拉

23、緊形式：尾部重錘拉緊帶速：2.0m/s運距：750m電機功率：500KW2帶寬：1000mm提升高度：248m托輥直徑：108參 數 名 稱設 計 結 果電動機（南陽）驅動布置方式雙驅動型號YB2 4501-42臺單機功率（kW）500kw電壓等級（V）6000功率配比1液粘軟起動（力博重工）型號YNRQD4502臺傳遞功率（kW）400-560kW減速機（西門子）型號B3SH17A（風葉+逆止器）2臺速比 50額定功率（kW）628傳動滾筒直徑（mm）12502個機尾拉緊滾筒直徑（mm）8001個膠帶型號ST2000帶寬（mm）1000mm安全系數7.5盤式制動器（力博重工）計算逆止力矩（K

24、N.m）110KN.m型號KPZ1400/4*80逆止力矩（KN.m）118KN.m尾部重錘拉緊裝置拉緊方式尾部重錘張緊設定拉緊力（kN）26KN拉緊行程（m）8m （二）當只有一套驅動工作時，可滿足的輸送能力需要減小為260t/h，計算如下： 1、帶式輸送機參數：參數運量Q260t/h運距L750m傾角25提升高度H248m帶寬B1000mm帶速V2m/s 2、輸送帶型號及基本參數輸送帶型號帶 寬帶質量帶 厚ST20001000mmqd=34kg/m18mm 3、托輥的結構 承載分支采用55槽型托輥組（四節輥），回程段采用下平行托輥組。 （1）間距承載托輥間距lt=1.2m 回程托輥間距lt

25、=3m緩沖托輥間距lth=0.6 m （2)托輥直徑與質量承載托輥直徑dt=108mm（4G205），托輥旋轉質量 Gt=4.2Kg回程托輥直徑dt=108mm（4G205），托輥旋轉質量Gt=9.74Kg (3)托輥阻力系數承載段阻力系數 回程段阻力系數 4、基本參數確定計算 （1）輸送帶線質量：qd=34kg/m （2）物料線質量： 其中：Q每小時運輸量，t/h；v運輸帶運行速度，m/s； （3)托輥旋轉部分線質量qt, qt：qt=14kg/m qt=3.25kg/m 5、線路阻力計算輸送機布置示意圖 (1)承載分支： (2)回程分支： (3）局部阻力 1)裝載點物料加速阻力： 其中：q

26、物料線質量，kg/m；v帶速，m/s 。 2)裝載點導料槽側板阻力：其中：帶寬，m；物料松散密度，t/m3；L導料槽側板長度，m。 3)清掃器阻力：彈簧清掃器阻力：空段清掃器阻力：1299N 6、輸送帶張力的計算各點張力應該同時滿足摩擦條件及垂度條件。滿足垂度條件的最小張力值為：Szmin=12.5glt(q+qd)cosb=10306NSkmin=12.55gltqdcosb=12495N其中：Szmin重載段輸送帶最小點張力；NSkmin空載段輸送帶最小點張力；N其中:其中：摩擦力備用系數，1.3功率配比系數，0歐拉系數，3按逐點張力法有：S1S2= S1 +W1-2 S3=KS2 S4=

27、 S3 + W3-4 其中：K張力增加系數,1.02。 根據摩擦傳動條件和垂度條件有： S4S1Skmin=12495 S3Skmin=10306從而得出:S1= 87873N S2=12495N S3=12745N S4=211647N 7、輸送帶強度檢驗其中：輸送帶安全系數;sd帶芯拉斷強度，N/mm；對于ST2000鋼絲繩芯帶, sd=2000N/mm帶寬，mm輸送帶的安全系數： 所選用的輸送帶滿足靜態設計安全系數要求。 8、牽引力和電動機功率的計算 （1）輸送機的總牽引力 （2)電動機功率其中： K電機功率備用系數，取K=1.25傳動系統的工作效率則有： (3)電機數量與配比的選擇根據

28、以上計算的總驅動功率，電機可選取500kW電機1臺，型號為：YB2-4501-4，電壓等級6kv。 9、減速器的選型根據帶速、傳動滾筒直徑和電動機轉速推知減速器的傳動比為：選擇減速器的型號為:B3SH17A(風扇+逆止器) 額定傳動比i=50。型號傳動比i額定機械功率(kW)B3SH17A(風扇+逆止器) 50628 10、制動力矩和逆止力矩計算充分考慮輸送機的使用安全，制動器總的制動力矩不得小于該輸送機所需力矩的1.5倍，選盤式制動器1臺，型號為：KPZ1400/4*80，制動力矩118KN.m。 11、軟起動選擇 電動機直接啟動時會產生很大的起動電流，從而對電網沖擊很大，而在電動機和減速器

29、之間加液體粘性可控軟起動裝置則會大大改善電動機的啟動性能，從而延長電動機使用壽命，減小對電網沖擊。同時液體粘性可控軟起動裝置是一種無級調速裝置，具有起動加速度可控的功能，是目前性能最為優越的可控軟起動裝置之一。本機采用YNRQD450型液粘可控軟起動裝置，傳遞功率范圍400-560kW。 12、拉緊裝置的選擇考慮到施工現場條件及輸送機的整體運行情況，拉緊方式采用尾部重錘車拉緊方式。 (1)拉緊力的計算P=S2+S3=26KN (2)拉緊行程的計算=0.002750+21+2+2.5=8m 其中: K伸長系數，膠帶取0.002；拉緊裝置拉緊車長度，2m；接頭長度，2.5m。 取L=8m。13、計

30、算結論： 當輸送能力減小為260t/h時，只有一套驅動工作可以滿足正常運轉。 六、方案對比對比項目方案一方案二方案三改造后輸送機運量400t/h400t/h400t/h改造后輸送機帶速2.0m/s2.0m/s2.0m/s井巷工程量314.8m3928.8m3314.8m3設備購置費216.12萬元245.08萬元607.47萬元井巷工程費15.74萬元46.44萬元15.74萬元合計費用231.86萬元291.52萬元623.21萬元優 點 井巷施工量少，投資少，能滿足+1220m以后的所需運力。兩套驅動系統如一套損壞，另一套可以維持正常運轉。 改造期間，影響生產小，改造后系統簡單，維護量小，

31、同時崗位人員減少。能滿足+1220m以后的所需運力。兩套驅動系統如一套損壞，另一套可以維持正常運轉。 井巷施工量少，改造好后，設備故障率低，能滿足+1220m以后的所需運力。兩套驅動系統如一套損壞，另一套可以維持正常運轉。缺 點 驅動硐室開幫打基礎，影響生產時間長，今后設備維修量大。井巷施工量大驅動硐室開幫打基礎，影響生產時間長，設備購置費用高。 七、方案選擇XX煤礦+1220m水平大傾角膠帶輸送機，擔負+1220m水平一、二采區及今后三采區運煤任務，大傾角膠帶運輸機服務年限時間較長，我礦認為有必要進行大的改造，方案一、三選用盤式制動器（型號：KPZ1400/4*80），方案二選用制動器（型號：YWZ-500/201）同時，改造方案二對今后維護小，故障率低，運輸系統簡單并減少崗位人員，對現有的生產影響小，故選擇改造方案二。