1、 煤 矿 大倾角胶带输送机改造方案 目 录一、概述1二、现大倾角皮带机相关技术参数1三、大倾角胶带输送机改造原则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、大倾角胶带输运机改造后运输能力计算 7六、方案对比18七、方案选择18 大倾角胶带输送机改造方案 一、概述我矿+1220m水平下延工程与2002年启动，+1220m水平下延大倾角皮带机于2009年安装投入使用，胶带输送机全长650m，带宽1m，带速2m/s，倾角25，运量320t/h，输送带为ST2000钢绳芯胶带，初期使用运输量很小。随着我矿机械化水平的提高，进入2013年以来，大倾角胶带输送机运量2、逐渐增大，有时日产量3000t，随着后期矿井+1220m水平下延产出的原煤将全部从+1220m水平大倾角皮带机往上运输，导致目前大倾角胶带输送机驱动装置不堪重负，自2013年至今皮带机液力偶合器有16次严重损坏，电机烧毁3次，减速机温度过高。影响安全生产，鉴于上述情况大倾角胶带输送机驱动装置的能力已经无法满足现阶段运输要求，故大倾角胶带输送机驱动装置急需改造。 二、现大倾角皮带机相关技术参数参数名称参数值参数名称参数值输送物料煤设计输送量320 t/h容重0.9 t/m3带速2.0m/s运距650m提升高度248m带宽1000mm托辊直径108mm带强ST2000电机功率500kw 三、大倾角3、胶带输送机改造原则1、不改变输送机带速。2、增加一套新的驱动装置，使双驱动运输能力达到400t/h，实现功率平衡。3、当一套驱动有问题后，另一套驱动能单独工作。4、现有的驱动电机功率500kw，减速机型号为17A继续使用。5、改造后驱动装置必须满足胶带输送机运行条件。 四、改造方案（一）改造方案一描述 1、在大倾角皮带机机头增加一套500KW驱动（由原来单套500kw更换为2500kw），将原有的机头机架和卸载滚筒拆除，更换为传动机架和更换为1250mm传动滚筒,需要开挖硐室。 (1)使用ST2000阻燃胶带不变。 (2）带速 2.0m/s（和原来速度一致），增加一套电机功率500KW，包含电4、动机、减速器、液粘软起动、联轴器、驱动底座。 (3）增加制动装置1套，型号为KPZ-1400/4*80。 (4) 增加一套传动滚筒和改向滚筒、传动架、改向架。 (5）增加一套驱动装置基础。 (6）增加一套机架基础。 (7）增加电气部分及电气基础。 (8）现有驱动装置的液力耦合器改为液粘软启动。 (9）在机头左侧需开帮挑顶，并保留现有的一根吊装钢梁。 (10）增加一组吊装钢梁。 2、增加设备明细表序号名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）备注1电机YB2-45014（500KW，6KV）台117.317.32减速机B3SH17A台147.547.53液粘软起动YNRQD450台230.065、0.04高速联轴器HL8件20.20.45低速联轴器BL14件12.72.76盘式制动器KPZ1400/4*80台125.525.57传动滚筒1250DTII04A8284S件110.410.48改向滚筒1000DTII04B7242件17.07.09改向滚筒800DTII04B6162件12.72.710驱动装置架件11.81.811传动架件12.32.312改向架件10.50.513电气本安操作台TH-24台116.516.513001000950PLC控制箱KXJ-2/1140(660)970810720控制泵专用开关QJZ9-380/1140(660)台13.83.81030810656、0高压启动器QJGZ-100/6台14.24.2140014501500低压真空启动器QBZ-80/1140(660)台20.51800500700控制电缆(带屏蔽)MKVVRP100.75台1000.0020.2控制电缆(带屏蔽)MKVVRP40.75米2000.00150.3控制电缆MYQ41.0米1000.00090.09高压电缆MYJV223*70米3000.01544.62低压电缆MY3*25+1*16米3000.00070.2114运费项15515技术服务费项133合计总价：216.12 3、井巷工程量： (1）驱动硐室开帮工程量：长宽高=1544.5=270m3 (2）驱动装置基7、础坑工程量：长宽深=8m1m1.2m=9.6 m3 (3）传动架基础坑工程量： 长宽深=8m2m1.2m=19.2 m3 (4）盘式制动器基础坑工程量：长宽深=5m4m0.8m=16 m3 总工程量：270+9.6+19.2+16=314.8m3，按每天20m3施工，加浇筑基础，预计井巷工程需要1个半月。 (5）按人工费加材料费500元/m3，井巷工程需15.74万元。 4、方案一井巷工程费用需15.74万元；购进设备需216.12万元，共计 231.86万元。 (二)改造方案二描述 1、大倾角皮带机机头前方有一条1米皮带，长100m，将前方1米皮带拆除，两条皮带机整合为一条皮带机，将大倾角皮8、带机延伸到煤仓，延伸长度100m。在煤仓处增加一套500KW驱动（由原来单套500kw更换为2500kw），将增加的驱动装置安装在巷道的右侧，需要在煤仓左侧开帮挑顶开挖硐室。大倾角皮带延伸后，皮带中心与煤仓中心偏3.8米，将煤仓的上口往左扩3.8米，需在机头增加导料槽。 (1）使用ST2000阻燃胶带不变。 (2）带速 2.0m/s（和原来速度一致），整合为一条皮带机后，在机头处增加一套电机功率500KW，包含电动机、减速器、液粘软起动、联轴器、驱动底座。 (3）将现有搭接处的卸载机架及滚筒拆除,并在现有搭接处增加一套卸料装置。 (4）增加制动器1套，型号为YWZ-500/201(防爆）。 (9、5) 两条皮带机整合为一条皮带机后，滚筒及机架受力不满足现在的要求，需要重新更换。增加一套传动滚筒和改向滚筒、传动架、改向架。 (6）增加一套驱动装置基础。 (7）增加一套机架基础。 (8）增加电气部分及电气基础。 (9）增加一组吊装钢梁。 2、增加设备明细表序号名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）备 注1中间架1米架320.26.42上托辊105375个2580.0615.483下托辊1150375个320.13.24上托辊架个700.18.65下托辊架个320.13.26上调偏托辊架个90.121.087下调偏托辊架个50.10.58阻燃胶带ST2000米200800169阻燃胶带10、粘接个31.54.510电机YB2-45014（500KW，6KV）台117.3 17.3 11减速机B3SH17A台147.5 47.5 12液粘软起动YNRQD450台230.0 60.0 13高速联轴器HL8件20.2 0.4 14低速联轴器BL14件12.7 2.7 15制动器YWZ-500/201(防爆）套11 1 16传动滚筒1250DTII04A8284S件13.8 3.8 17改向滚筒1000DTII04B7222件15.9 5.9 18驱动装置架件11.8 1.8 19传动架件12.32.320电气本安操作台TH-24台116.516.513001000950PLC控制箱KX11、J-2/1140(660)970810720控制泵专用开关QJZ9-380/1140(660)台13.83.81030810650高压启动器QJGZ-100/6台14.24.2140014501500低压真空启动器QBZ-80/1140(660)台20.51800500700控制电缆(带屏蔽)MKVVRP100.75台1000.0020.2控制电缆(带屏蔽)MKVVRP40.75米2000.00150.3控制电缆MYQ41.0米1000.00090.09高压电缆MYJV223*70米3000.01544.62低压电缆MY3*25+1*16米3000.00070.2121运费项15522技术服务12、费项133合计总价：245.08 3、井巷工程量： （1）驱动硐室工程量：长宽高=82.254=72m3 （2）开帮工程量：长宽高2=924.542=828m3 （3）驱动装置基础坑工程量：长宽深=8m1m1.2m=9.6 m3 （4）传动架基础坑工程量： 长宽深=8m2m1.2m=19.2 m3 （5）总工程量：72+828+9.6+19.2=928.8m3，按每天20m3施工，加浇筑基础，预计井巷工程需要2个半月。 （6）按人工费加材料费500元/m3，井巷工程需46.44万元。 4、方案二井巷工程费用需46.44万元；购进设备需245.08万元，共计291.52万元。 （三）改造方案三描13、述 1、在皮带机机头增加一套永磁电机，将原来的500KW的驱动也更改为永磁电机，需要开挖硐室。 （1）使用ST2000阻燃胶带不变。 （2）带速 2.0m/s（和原来速度一致），增加一套电机功率500KW，包含电动机、减速器、液粘软起动、联轴器、驱动底座。 （3）增加制动装置1套，型号为KPZ-1400/4*80。 （4) 增加一套传动滚筒和改向滚筒、传动架、改向架。 （5）增加一套永磁驱动装置基础。 （6）增加一套机架基础。 （7）增加电气部分及电气基础。 2、增加设备明细表：序号名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）备注1永磁电机TBVF-800/70YC台22404802低速联轴器14、BL17件28163盘式制动器KPZ1400/4*80台125.525.54传动滚筒1250DTII04A8264S件19.39.35改向滚筒1000DTII04B7242件1776改向滚筒800DTII04B6162件12.72.77永磁电机底座件20.40.78传动架件12.32.39改向架件10.50.510电气本安操作台TH-24台116.516.513001000950PLC控制箱KXJ-2/1140(660)970810720变压器KB198018001255低压配电开关KBZ-1000/1140(660)台1282812009001000防爆变频器BPJ-500/1140台14.15、84.8128114981260防爆变频器DKB-500/1140L台211501186888低压真空启动器QBZ-80/1140(660)台2800500700控制电缆(带屏蔽)MKVVRP100.75台10.50.5控制电缆(带屏蔽)MKVVRP40.75米3000.0020.6控制电缆MYQ41.0米1000.00150.15高压电缆MYJV223*70米3000.01544.62低压电缆MY3*25+1*16米3000.00070.2111运费项15512技术服务费项133合计总价：607.47 3、井巷工程量： （1）驱动硐室开帮尺寸：长宽高=1544.5=270m3 （2）驱动装置16、基础坑：长宽深=8m1m1.2m=9.6 m3 （3）传动架基础坑： 长宽深=8m2m1.2m=19.2 m3 （4）盘式制动器基础坑工程量：长宽深=5m4m0.8m=16 m3 总工程量：270+9.6+19.2+16=314.8m3，按每天20m3施工，加浇筑基础，预计井巷工程需要1个半月。 （5）按人工费加材料费500元/m3，井巷工程需15.74万元。 4、方案三井巷工程费用需15.74万元；购进设备需607.47万元，共计623.21万元。 五、大倾角胶带输运机改造后运输能力计算 （一）当增加一套新的驱动装置，使双驱动运输能力达到400t/h，实现功率平衡。运量为400t/h的计算如17、下： 1、带式输送机参数：参数运量Q400t/h运距L750m倾角25提升高度H248m带宽B1000mm带速V2m/s 2、输送带型号及基本参数输送带型号带 宽带质量带 厚ST20001000mmqd=34kg/m18mm 3、托辊的结构 承载分支采用55槽型托辊组（四节辊），回程段采用下平行托辊组。 （1）间距 承载托辊间距lt=1.2m 回程托辊间距lt=3m缓冲托辊间距lth=0.6 m （2）托辊直径与质量承载托辊直径dt=108mm（4G205），托辊旋转质量 Gt=4.2Kg回程托辊直径dt=108mm（4G205），托辊旋转质量Gt=9.74Kg （3）托辊阻力系数承载段阻力系18、数 回程段阻力系数 4、基本参数确定计算 （1）输送带线质量：qd=34kg/m （2）物料线质量： 其中：Q每小时运输量，t/h；v运输带运行速度，m/s； （3）托辊旋转部分线质量qt, qt： qt=14kg/m qt=3.25kg/m 5、线路阻力计算输送机布置示意图 采用头部、中部驱动，1配比 （1）承载分支： （2）回程分支： （3）局部阻力 1)装载点物料加速阻力： 其中：q物料线质量，kg/m；v带速，m/s 。 2)装载点导料槽侧板阻力： 其中：带宽，m；物料松散密度，t/m3；L导料槽侧板长度，m。 3)清扫器阻力：弹簧清扫器阻力：空段清扫器阻力： 6、输送带张力的计算各点19、张力应该同时满足摩擦条件及垂度条件。满足垂度条件的最小张力值为：Szmin=12.5glt(q+qd)cos=13165NSkmin=12.55gltqdcos=12495N其中：Szmin重载段输送带最小点张力；NSkmin空载段输送带最小点张力；N其中:其中：摩擦力备用系数，1.3功率配比系数，1欧拉系数，3按逐点张力法有：S1S2= S1 +W1-2 S3=KS2 S4= S3 + W3-4 其中：K张力增加系数,1.02。 根据摩擦传动条件和垂度条件有： S4S1Skmin=12495 S3Skmin=13165 从而得出: S1= 88285N S2=12907N S3=13165N20、 S4= 265626N 7、输送带强度检验其中：输送带安全系数;sd带芯拉断强度，N/mm；对于ST2000钢丝绳芯带, sd=2000N/mm带宽，mm输送带的安全系数： 所选用的输送带满足静态设计安全系数要求。 8、牵引力和电动机功率的计算 （1）输送机的总牵引力 （2）电动机功率其中： K电机功率备用系数，取K=1.25 传动系统的工作效率则有： （3）电机数量与配比的选择根据以上计算的总驱动功率，电机可选取500kW电机2台，型号为：YB2-4501-4，电压等级6kv。 9、减速器的选型根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为：选择减速器的型号为:B3SH17A(风扇21、+逆止器) 额定传动比i=50。型号传动比i额定机械功率(kW)B3SH17A(风扇+逆止器) 50628 10、制动力矩和逆止力矩计算充分考虑输送机的使用安全，制动器总的制动力矩不得小于该输送机所需力矩的1.5倍，选盘式制动器1台，型号为：KPZ1400/4*80，制动力矩118KN.m。 11、软起动选择 电动机直接启动时会产生很大的起动电流，从而对电网冲击很大，而在电动机和减速器之间加液体粘性可控软起动装置则会大大改善电动机的启动性能，从而延长电动机使用寿命，减小对电网冲击。同时液体粘性可控软起动装置是一种无级调速装置，具有起动加速度可控的功能，是目前性能最为优越的可控软起动装置之一。本22、机采用YNRQD450型液粘可控软起动装置，传递功率范围400-560kW。 12、拉紧装置的选择考虑到施工现场条件及输送机的整体运行情况，拉紧方式采用尾部重锤车拉紧方式。 (1)拉紧力的计算 P=S2+S3=26k N (2)拉紧行程的计算=0.002750+21+2+2.5=8m其中: K伸长系数，胶带取0.002；拉紧装置拉紧车长度，2m；接头长度，2.5m。 取L=8m。13、 计算结论：增加一套新驱动后可以满足400t/h运输能力。 14、胶带输送机改造后参数及配置技术 参数物料：原煤容重：1.0t/m3胶带规格：ST2000运量：400t/h倾角：25拉紧形式：尾部重锤拉紧带速：223、.0m/s运距：750m电机功率：500KW2带宽：1000mm提升高度：248m托辊直径：108参 数 名 称设 计 结 果电动机（南阳）驱动布置方式双驱动型号YB2 4501-42台单机功率（kW）500kw电压等级（V）6000功率配比1液粘软起动（力博重工）型号YNRQD4502台传递功率（kW）400-560kW减速机（西门子）型号B3SH17A（风叶+逆止器）2台速比 50额定功率（kW）628传动滚筒直径（mm）12502个机尾拉紧滚筒直径（mm）8001个胶带型号ST2000带宽（mm）1000mm安全系数7.5盘式制动器（力博重工）计算逆止力矩（KN.m）110KN.m型号K24、PZ1400/4*80逆止力矩（KN.m）118KN.m尾部重锤拉紧装置拉紧方式尾部重锤张紧设定拉紧力（kN）26KN拉紧行程（m）8m （二）当只有一套驱动工作时，可满足的输送能力需要减小为260t/h，计算如下： 1、带式输送机参数：参数运量Q260t/h运距L750m倾角25提升高度H248m带宽B1000mm带速V2m/s 2、输送带型号及基本参数输送带型号带 宽带质量带 厚ST20001000mmqd=34kg/m18mm 3、托辊的结构 承载分支采用55槽型托辊组（四节辊），回程段采用下平行托辊组。 （1）间距承载托辊间距lt=1.2m 回程托辊间距lt=3m缓冲托辊间距lth=025、.6 m （2)托辊直径与质量承载托辊直径dt=108mm（4G205），托辊旋转质量 Gt=4.2Kg回程托辊直径dt=108mm（4G205），托辊旋转质量Gt=9.74Kg (3)托辊阻力系数承载段阻力系数 回程段阻力系数 4、基本参数确定计算 （1）输送带线质量：qd=34kg/m （2）物料线质量： 其中：Q每小时运输量，t/h；v运输带运行速度，m/s； （3)托辊旋转部分线质量qt, qt：qt=14kg/m qt=3.25kg/m 5、线路阻力计算输送机布置示意图 (1)承载分支： (2)回程分支： (3）局部阻力 1)装载点物料加速阻力： 其中：q物料线质量，kg/m；v带速26、，m/s 。 2)装载点导料槽侧板阻力：其中：带宽，m；物料松散密度，t/m3；L导料槽侧板长度，m。 3)清扫器阻力：弹簧清扫器阻力：空段清扫器阻力：1299N 6、输送带张力的计算各点张力应该同时满足摩擦条件及垂度条件。满足垂度条件的最小张力值为：Szmin=12.5glt(q+qd)cosb=10306NSkmin=12.55gltqdcosb=12495N其中：Szmin重载段输送带最小点张力；NSkmin空载段输送带最小点张力；N其中:其中：摩擦力备用系数，1.3功率配比系数，0欧拉系数，3按逐点张力法有：S1S2= S1 +W1-2 S3=KS2 S4= S3 + W3-4 其中：27、K张力增加系数,1.02。 根据摩擦传动条件和垂度条件有： S4S1Skmin=12495 S3Skmin=10306从而得出:S1= 87873N S2=12495N S3=12745N S4=211647N 7、输送带强度检验其中：输送带安全系数;sd带芯拉断强度，N/mm；对于ST2000钢丝绳芯带, sd=2000N/mm带宽，mm输送带的安全系数： 所选用的输送带满足静态设计安全系数要求。 8、牵引力和电动机功率的计算 （1）输送机的总牵引力 （2)电动机功率其中： K电机功率备用系数，取K=1.25传动系统的工作效率则有： (3)电机数量与配比的选择根据以上计算的总驱动功率，电机可28、选取500kW电机1台，型号为：YB2-4501-4，电压等级6kv。 9、减速器的选型根据带速、传动滚筒直径和电动机转速推知减速器的传动比为：选择减速器的型号为:B3SH17A(风扇+逆止器) 额定传动比i=50。型号传动比i额定机械功率(kW)B3SH17A(风扇+逆止器) 50628 10、制动力矩和逆止力矩计算充分考虑输送机的使用安全，制动器总的制动力矩不得小于该输送机所需力矩的1.5倍，选盘式制动器1台，型号为：KPZ1400/4*80，制动力矩118KN.m。 11、软起动选择 电动机直接启动时会产生很大的起动电流，从而对电网冲击很大，而在电动机和减速器之间加液体粘性可控软起动装置29、则会大大改善电动机的启动性能，从而延长电动机使用寿命，减小对电网冲击。同时液体粘性可控软起动装置是一种无级调速装置，具有起动加速度可控的功能，是目前性能最为优越的可控软起动装置之一。本机采用YNRQD450型液粘可控软起动装置，传递功率范围400-560kW。 12、拉紧装置的选择考虑到施工现场条件及输送机的整体运行情况，拉紧方式采用尾部重锤车拉紧方式。 (1)拉紧力的计算P=S2+S3=26KN (2)拉紧行程的计算=0.002750+21+2+2.5=8m 其中: K伸长系数，胶带取0.002；拉紧装置拉紧车长度，2m；接头长度，2.5m。 取L=8m。13、计算结论： 当输送能力减小为230、60t/h时，只有一套驱动工作可以满足正常运转。 六、方案对比对比项目方案一方案二方案三改造后输送机运量400t/h400t/h400t/h改造后输送机带速2.0m/s2.0m/s2.0m/s井巷工程量314.8m3928.8m3314.8m3设备购置费216.12万元245.08万元607.47万元井巷工程费15.74万元46.44万元15.74万元合计费用231.86万元291.52万元623.21万元优 点 井巷施工量少，投资少，能满足+1220m以后的所需运力。两套驱动系统如一套损坏，另一套可以维持正常运转。 改造期间，影响生产小，改造后系统简单，维护量小，同时岗位人员减少。能满足+131、220m以后的所需运力。两套驱动系统如一套损坏，另一套可以维持正常运转。 井巷施工量少，改造好后，设备故障率低，能满足+1220m以后的所需运力。两套驱动系统如一套损坏，另一套可以维持正常运转。缺 点 驱动硐室开帮打基础，影响生产时间长，今后设备维修量大。井巷施工量大驱动硐室开帮打基础，影响生产时间长，设备购置费用高。 七、方案选择xx煤矿+1220m水平大倾角胶带输送机，担负+1220m水平一、二采区及今后三采区运煤任务，大倾角胶带运输机服务年限时间较长，我矿认为有必要进行大的改造，方案一、三选用盘式制动器（型号：KPZ1400/4*80），方案二选用制动器（型号：YWZ-500/201）同时，改造方案二对今后维护小，故障率低，运输系统简单并减少岗位人员，对现有的生产影响小，故选择改造方案二。18