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[摘 要]本文根据小白杨沟煤矿的设计生产能力和主斜井的特点，阐述了带式输送机主要部件选型计算过程，确定了小白杨沟煤矿主斜井带式输送机的整体技术特征参数。经过现场实践，该带式输送机结构合理，运行可靠，维修量小，满足煤矿安全生产要求。
[关键词]主斜井；带式输送机；选型；安全
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0048-01
一、前言
带式输送机作为煤矿生产的主要运输设备，具有效率高，可靠性强，易于实现系统自动化等特点，被广泛用于采区顺槽、主要运输平巷采区上（下）山以及斜井等，在地面运输系统中也有所实用。随着工业和技术的发展，采用大运量、长距离、高带速的大型带式输送机已成为带式输送机的发展主流。其选型是否经济合理，对矿井的基本建设投资、提升运输能力、生产效率和经济效益具有直接影响。
二、小白杨沟煤矿主斜井概况
玛纳斯县旱卡子滩乡小白杨沟煤矿位于玛纳斯县城南75km小白杨沟矿区，行政区划属玛纳斯县旱卡子滩乡管辖。矿井规模为0.9Mt/a。矿井采用主、副斜井开拓，主斜井采用带式输送机，并装备一台架空乘人器担负检修人员和人员上下井任务，同时担负部分进风任务。主井井口标高+1476m，井底标高+1280m，井筒倾角22°，斜长523m。工作制度：年工作日330d，每天四班作业，其中三班生产，一班准备。日净提升时间16h。
三、主斜井带式输送机选型计算
根据本矿井的建设条件，采用带式输送机作为主井提升方式。井下主要煤流系统流程为：工作面原煤通过刮板输送机，将原煤运输至工作面运输顺槽带式输送机，原煤通过带式输送机运输至溜煤斜巷，原煤由溜煤斜巷到达上仓斜巷，再通过上仓斜巷带式输送机将原煤运输至井底煤仓，最终有主斜井带式输送机将运煤运输至地面生产系统。
1.主斜井带式输送机运输量（Q）的确定
根据生产能力计算公式：Q=（A×K）/（M×N）
式中：Q—矿井小时生产能力，t/h；A—矿井年产量，t/a，0.9Mt/a；K—不均衡系数，K=1.15；M—年工作日数，330d；N—日净提升小时数，16h；Q==196t/h。
经计算，小时运输能力Q=196t/h，考虑井下綜采工作面采煤机瞬间生产能力较大的可能性，若要实现煤流的连续、正常运输就需要设立大容量的井底煤仓来进行缓解，其工程量太大。主斜井井底设有井下煤仓，总容量500t，因此综合考虑各种生产因素确定主斜井带式输送机运输能力按400t/h考虑，以满足矿井的正常生产需要。
2.主斜井带式输送机计算选型
（1）输送机设计参数的选取
输送带宽度和输送速度是带式输送机的2个重要参数，增大带宽可以提高输送机的运量，但需要选用较长的辊子，经济成本偏大；提高带速可以降低单位运输长度质量，减轻输送带强度，整机经济型较好，但输送机运行的稳定性会降低。带式输送机带宽和带速的选择主要取决于它的预期输送能力。根据国内外长运距、高带速、大运量、大功率带式输送机使用现状，经过反复优化计算，初步确定主斜井带式输送机输送量：Q=400t/h；带宽：B=1000mm；带速：V=2.5m/s；最大倾角：β=22°。初选输送带型号：ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带，带强1600N/mm；每米输送带质量（阻燃型）：q0=32.3kg/m×1.0m=32.3kg/m；输送带上每米物料：q=Q/3.6V=44.44kg/m；上托辊转动部分质量：q’=18.4×0.8=14.72kg/m；下托辊转动部分质量：q”=5.7×0.9=5.13kg/m；运行阻力系数：ω=0.03。
（2）运行时的总阻力与总圆周力的计算
上分支运行阻力（F1）：F1=（q+q0+q’）ω·L1·cosβ=1381.40kg。
下分支运行阻力（F2）：F2=（q0+q”）ω·L·cosβ=565.34kg。
物料提升阻力（F3）：F3=q·L·H=9039.60kg；附加阻力（F’）：弹簧清扫器阻力：F1’=100B=100kg；空段清扫器阻力：F2’=20B=20kg；导料槽阻力：F3’=（1.6B2ρ+7）L’=25.32kg；进料加速阻力：F4’=0.0142QV=14.20kg；绕过滚筒阻力：F5’=2×60+2×50=220kg；附加阻力：F’=379.52kg。
运行时的总阻力（F）：F=F1+F2+F3+F’=11365.86kg，输送机运行时传动滚筒的总圆周力：Fu=P=F=11365.86kg=111.49kN。
（3）电动机功率计算
传动滚筒轴功率：P0=Fu·V÷102=278.56kW；电动机功率：PM=K1P0=389.98kW。
根据计算结果，并考虑现场实际情况，设计选用一台400kW电动机（10kV），电动机型号为YB2-4003-4（隔爆型），变频调速，可满足要求。
（4）输送机张力计算
设计采用单传动滚筒单电机驱动，取传动滚筒包角α=210°，μ1=0.2，查表得k1=1.93。设传动滚筒k1值用足，则趋入点最大张力：S1=FU×k1=215.18kN；下分支最大张力：S2=S1-FU=103.69kN；上分支最大张力：S4=S3=S2+F2-q0Hg=44.79kN
校核：采用自动拉紧且拉紧力可调时，应满足以下条件：S1÷S2=2.075≤ 2.08，通过。
（5）输送带安全系数验算
根据设计选用的ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带规格型号，带强为1600N/mm，则其输送带安全系数为：m=Gx·B/Smax=7.44>[m]
（6）输送机滚筒轴上的制动力矩计算
参照传动滚筒直径与输送带带强的配合关系，选取传动滚筒直径D=1000mm，取制动装置工况系数k=1.75，则输送机所需制动力矩为：M=k·Fu·D/2=98kN·m
（7）输送机选型结果
依据上述选型计算，确定主斜井选用ST1600型钢丝绳芯带式输送机，其输送机主要技术参数如下：①输送机型号：ST型钢丝绳芯带式输送机，B=1000mm，V=2.5m/s，Q=400t/h，L=543m，β=22°，数量1条。②输送带型号：ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带，带强Gx=1600N/mm。③驱动装置：电动机：型号YB2-4003-4（隔爆型），功率400kW，电压6kV，转速1500r/min；变频调速，数量1台；减速器：SEW型，数量1台；制动装置：YZ-80型KPZ型盘式可控制动装置，制动力矩118kN？m，数量1套；逆止器：NJD130型，数量1台。④拉紧装置：重锤拉紧装置，数量1套。⑤安全保护装置：选用井下带式输送机综合保护装置一套（隔爆型）。
3.主斜井带式输送机配电与控制
主斜井带式输送机配套电机为6kV400kW，带式输送机6kV配电室设在井口驱动机房旁，双电源供电；带式输送机采用变频起动和调速，选用PLC控制系统进行控制。
四、结束语
带式输送机凭借长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中化控制。在选型设计需要综合考虑生产的需要、设备的经济性和运行的可靠性，确保为全面建成现代化矿井提供可靠的保证。
参考文献
[1] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 但松林.带式输送机的选型[J].煤矿机械.2010（08）.
作者简介
姬万柯（1980），男，本科，河南省新乡市新乡县，助理工程师，现就职于玛纳斯县天欣煤业有限公司，主要从事煤矿机电管理方面的工作。
[关键词]主斜井；带式输送机；选型；安全
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0048-01
一、前言
带式输送机作为煤矿生产的主要运输设备，具有效率高，可靠性强，易于实现系统自动化等特点，被广泛用于采区顺槽、主要运输平巷采区上（下）山以及斜井等，在地面运输系统中也有所实用。随着工业和技术的发展，采用大运量、长距离、高带速的大型带式输送机已成为带式输送机的发展主流。其选型是否经济合理，对矿井的基本建设投资、提升运输能力、生产效率和经济效益具有直接影响。
二、小白杨沟煤矿主斜井概况
玛纳斯县旱卡子滩乡小白杨沟煤矿位于玛纳斯县城南75km小白杨沟矿区，行政区划属玛纳斯县旱卡子滩乡管辖。矿井规模为0.9Mt/a。矿井采用主、副斜井开拓，主斜井采用带式输送机，并装备一台架空乘人器担负检修人员和人员上下井任务，同时担负部分进风任务。主井井口标高+1476m，井底标高+1280m，井筒倾角22°，斜长523m。工作制度：年工作日330d，每天四班作业，其中三班生产，一班准备。日净提升时间16h。
三、主斜井带式输送机选型计算
根据本矿井的建设条件，采用带式输送机作为主井提升方式。井下主要煤流系统流程为：工作面原煤通过刮板输送机，将原煤运输至工作面运输顺槽带式输送机，原煤通过带式输送机运输至溜煤斜巷，原煤由溜煤斜巷到达上仓斜巷，再通过上仓斜巷带式输送机将原煤运输至井底煤仓，最终有主斜井带式输送机将运煤运输至地面生产系统。
1.主斜井带式输送机运输量（Q）的确定
根据生产能力计算公式：Q=（A×K）/（M×N）
式中：Q—矿井小时生产能力，t/h；A—矿井年产量，t/a，0.9Mt/a；K—不均衡系数，K=1.15；M—年工作日数，330d；N—日净提升小时数，16h；Q==196t/h。
经计算，小时运输能力Q=196t/h，考虑井下綜采工作面采煤机瞬间生产能力较大的可能性，若要实现煤流的连续、正常运输就需要设立大容量的井底煤仓来进行缓解，其工程量太大。主斜井井底设有井下煤仓，总容量500t，因此综合考虑各种生产因素确定主斜井带式输送机运输能力按400t/h考虑，以满足矿井的正常生产需要。
2.主斜井带式输送机计算选型
（1）输送机设计参数的选取
输送带宽度和输送速度是带式输送机的2个重要参数，增大带宽可以提高输送机的运量，但需要选用较长的辊子，经济成本偏大；提高带速可以降低单位运输长度质量，减轻输送带强度，整机经济型较好，但输送机运行的稳定性会降低。带式输送机带宽和带速的选择主要取决于它的预期输送能力。根据国内外长运距、高带速、大运量、大功率带式输送机使用现状，经过反复优化计算，初步确定主斜井带式输送机输送量：Q=400t/h；带宽：B=1000mm；带速：V=2.5m/s；最大倾角：β=22°。初选输送带型号：ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带，带强1600N/mm；每米输送带质量（阻燃型）：q0=32.3kg/m×1.0m=32.3kg/m；输送带上每米物料：q=Q/3.6V=44.44kg/m；上托辊转动部分质量：q’=18.4×0.8=14.72kg/m；下托辊转动部分质量：q”=5.7×0.9=5.13kg/m；运行阻力系数：ω=0.03。
（2）运行时的总阻力与总圆周力的计算
上分支运行阻力（F1）：F1=（q+q0+q’）ω·L1·cosβ=1381.40kg。
下分支运行阻力（F2）：F2=（q0+q”）ω·L·cosβ=565.34kg。
物料提升阻力（F3）：F3=q·L·H=9039.60kg；附加阻力（F’）：弹簧清扫器阻力：F1’=100B=100kg；空段清扫器阻力：F2’=20B=20kg；导料槽阻力：F3’=（1.6B2ρ+7）L’=25.32kg；进料加速阻力：F4’=0.0142QV=14.20kg；绕过滚筒阻力：F5’=2×60+2×50=220kg；附加阻力：F’=379.52kg。
运行时的总阻力（F）：F=F1+F2+F3+F’=11365.86kg，输送机运行时传动滚筒的总圆周力：Fu=P=F=11365.86kg=111.49kN。
（3）电动机功率计算
传动滚筒轴功率：P0=Fu·V÷102=278.56kW；电动机功率：PM=K1P0=389.98kW。
根据计算结果，并考虑现场实际情况，设计选用一台400kW电动机（10kV），电动机型号为YB2-4003-4（隔爆型），变频调速，可满足要求。
（4）输送机张力计算
设计采用单传动滚筒单电机驱动，取传动滚筒包角α=210°，μ1=0.2，查表得k1=1.93。设传动滚筒k1值用足，则趋入点最大张力：S1=FU×k1=215.18kN；下分支最大张力：S2=S1-FU=103.69kN；上分支最大张力：S4=S3=S2+F2-q0Hg=44.79kN
校核：采用自动拉紧且拉紧力可调时，应满足以下条件：S1÷S2=2.075≤ 2.08，通过。
（5）输送带安全系数验算
根据设计选用的ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带规格型号，带强为1600N/mm，则其输送带安全系数为：m=Gx·B/Smax=7.44>[m]
（6）输送机滚筒轴上的制动力矩计算
参照传动滚筒直径与输送带带强的配合关系，选取传动滚筒直径D=1000mm，取制动装置工况系数k=1.75，则输送机所需制动力矩为：M=k·Fu·D/2=98kN·m
（7）输送机选型结果
依据上述选型计算，确定主斜井选用ST1600型钢丝绳芯带式输送机，其输送机主要技术参数如下：①输送机型号：ST型钢丝绳芯带式输送机，B=1000mm，V=2.5m/s，Q=400t/h，L=543m，β=22°，数量1条。②输送带型号：ST1600型钢丝绳芯阻燃输送带，带强Gx=1600N/mm。③驱动装置：电动机：型号YB2-4003-4（隔爆型），功率400kW，电压6kV，转速1500r/min；变频调速，数量1台；减速器：SEW型，数量1台；制动装置：YZ-80型KPZ型盘式可控制动装置，制动力矩118kN？m，数量1套；逆止器：NJD130型，数量1台。④拉紧装置：重锤拉紧装置，数量1套。⑤安全保护装置：选用井下带式输送机综合保护装置一套（隔爆型）。
3.主斜井带式输送机配电与控制
主斜井带式输送机配套电机为6kV400kW，带式输送机6kV配电室设在井口驱动机房旁，双电源供电；带式输送机采用变频起动和调速，选用PLC控制系统进行控制。
四、结束语
带式输送机凭借长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中化控制。在选型设计需要综合考虑生产的需要、设备的经济性和运行的可靠性，确保为全面建成现代化矿井提供可靠的保证。
参考文献
[1] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 但松林.带式输送机的选型[J].煤矿机械.2010（08）.
作者简介
姬万柯（1980），男，本科，河南省新乡市新乡县，助理工程师，现就职于玛纳斯县天欣煤业有限公司，主要从事煤矿机电管理方面的工作。