齐 悦

中煤科工集团北京华宇工程有限公司 北京 100000

某矿井选煤厂设计生产能力为 1.2 Mt/a，服务于本矿井及邻矿井的长焰煤，采用重介与浮选联合的选煤工艺，对精煤泥、尾煤泥分别采用压滤与浓缩压滤处理。原煤通过给煤机和带式输送机运输至原煤准备车间，在车间内通过振动筛，将粒度大于 50 mm 的原煤筛选至带式输送机，大块矸石人工选出，煤块入破碎机破碎；粒度小于 50 mm 的原煤，混合运至重介车间。在原煤筛选转运过程中，大块煤矸对转运点的输送带冲击较大，易造成输送带的磨损和跑偏，甚至撕裂。

1 现有缓冲设备

带式输送机落料点设置缓冲托辊或缓冲床，解决大块转载落料对输送带的冲击。

1.1 缓冲托辊

缓冲托辊是第一代缓解落料对输送带的冲击损伤，托辊表面围包一层高弹性胶环，该胶环具有质量轻、惯性小、韧性强等特点，有一定的缓冲能力[1-4]，但在使用过程中存在以下问题：

(1)缓冲托辊与输送带是线接触，运输过程中，线胶块状物料集中冲击接触输送带，易出现撕裂；

(2)缓冲弹性材料对转载落料冲击力的吸收较弱，缓冲能力有限，长时间经受大块体落料的冲击，托辊容易弯曲变形，缓冲失效，导致输送带撕裂；

(3)托辊之间的空白支撑区域，大块煤矸料的尖锐面，易对输送带造成穿透性损伤；

(4)托辊表面围包的高弹性胶环，维修成本较高；

(5)运转部件较多，维修工作量较大。

1.2 缓冲床

缓冲床安装在转载点的下方，由底部支架、缓冲载体、工程塑料 3 个部分组成[5-7]。底部支架为钢性支架；缓冲载体采用高弹性橡胶，吸收落料对输送带的冲击；最上层为工程塑料，采用摩擦因数较小的聚乙烯等，减小与输送带接触时的摩擦因数。但在实际应用过程中，存在以下缺点：

(1)采用高弹性橡胶、摩擦因数较小的聚乙烯等材质，成本较高；

(2)缓冲床与输送带虽是面接触，但橡胶层较薄，不能完全将落料的动能转化为材料本身的弹性能，大块体的落料冲击力仍然较强；

(3)输送带与缓冲床间距较大，输送带在承载一部分冲击力后，才与缓冲床接触，缓冲效果不足；

(4)底部钢支架在强冲击使用情况下，寿命较短[5]。

2 缓冲胶带式弹性床设计

2.1 设计思路

通过对缓冲托辊、缓冲床实际应用中出现问题的分析，如何缓解落料点大块体物料对输送带的冲击，应从以下几个方面考虑：

(1)缓冲设备制造及维修成本低；

(2)很好地吸收落料的冲击力；

(3)缓冲设备与受到冲击的输送带贴合，尽可能增大缓冲设备与输送带的接触面；

(4)设备经久耐用，更换方便。

2.2 设计方案

缓冲胶带式弹性床主要由底部胶带夹板、侧帮紧固夹板、与输送带接触的缓冲胶带以及基座 4 个部分构成。

每个胶带夹板由 2 块 1 500 mm 长的 U 形钢及配套螺丝组成，在缓冲胶带固定至夹板后，以螺孔间距为 400 mm 进行紧固。胶带夹板安放于胶带基座之上，为减缓胶带的侧向变形，彼此之间呈【】形放置；侧帮的紧固夹板采用 1 500 mm×600 mm×12 mm的钢板，与输送带基座水平面呈 75°夹角，焊制在输送带基座的两侧作为支撑；缓冲胶带由长度为 1 500 mm，宽度分别为 700、680、662、645、627、610 mm (上述宽度各 2 条)的旧胶带，对等折叠固定于胶带夹板。由弹性力学的胡克弹性方程可知，受到外力的弹性材料把动能转化为自身的弹性势能，缓冲胶带选用旧胶带，其单层纤维层强度 600 N/mm，具有弹性强度大、耐弯曲度高、抗腐蚀等优点[8-10]，可以将落料的强冲击力充分吸收，及时更换，成本费用也相对较低；基座采用输送机架加工而成，其高度可根据转载点实际空间高度，添加或截短柱腿进行调节，缓冲胶带式弹性床剖面与安装侧视图分别如图 1、2 所示。

图1 缓冲胶带式弹性床剖面图

图2 缓冲胶带式弹性床安装侧视图

3 使用效果分析

该选煤厂共有 23 条带式输送机，将落料点处全部更换为缓冲胶带式弹性床后，物料转载弹性床较好地吸收落料冲击力，提升了设备运行的安全稳定性，降低了输送带的撕裂损坏率。2019 年后 6 个月较2019 年前 6 个月减少更换破损输送带、托辊架费用累计 15 万元，预计 2020 年全年将比 2019 年全年累计节约更换破损输送带、托辊架费用 36 万元。

4 结语

与传统的缓冲托辊、缓冲床相比，缓冲胶带式弹性床与输送带呈“近似面”接触，材料投入成本及维修成本低，落料冲击力吸收能力强，结构简单，更换简易，解决了传统缓冲设备在带式输送机转载点缓冲效果不好的问题，减少输送带的损伤，延长了使用寿命，减轻了工人劳动强度，具有一定的推广和借鉴意义。