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礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的設(shè)計(jì)研究

文檔作者：陳春郭杉文檔來源：山西三元福達(dá)煤業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月20日
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總第2 1 0 期
2 0 2 0 年第1 0 期
機(jī)械管理開發(fā)
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total 210
No. 10, 2020
功能磽定:浮煤清理
— — T
選用控制方案
液電氣控制系統(tǒng)設(shè)i t "
圖2 總體方案流程圖
置總體機(jī)械結(jié)構(gòu)如下頁圖3 所示，主要由機(jī)殼、頭輪
組、轉(zhuǎn)向輪組、張緊輪組、從動(dòng)輪組、底座、斗鏈、挖煤
斗、擋板、蓋板、導(dǎo)板和連接塊等組成。其中支撐結(jié)構(gòu)
由機(jī)殼和底座兩部分組成，底座安裝于帶式運(yùn)輸機(jī)
的下方，固定在煤泥水池內(nèi)，用于支撐從動(dòng)輪組的轉(zhuǎn)
動(dòng)。機(jī)殼固定于底座上方，將帶式運(yùn)輸機(jī)半包圍住，
用于支撐頭輪組、轉(zhuǎn)向輪組和張緊輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)。浮煤
清理轉(zhuǎn)運(yùn)裝置包括頭輪組、轉(zhuǎn)向輪組、張緊輪組和從
動(dòng)輪組四個(gè)輪系，用來規(guī)劃浮煤的轉(zhuǎn)運(yùn)路徑，此外整
個(gè)礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置還包括液壓控制系
1— 人料口； 2— 張緊裝置;3— 牽引部件;4一料斗;5— 檢修平
臺(tái);6—驅(qū)動(dòng)裝置;7— 頭輪;8— 頭部殼體;9 一出料口； 10—中
間殼體；11一尾輪；12— 底部殼體
圖1 鏈斗式輸送裝置的基本組成圖
引目
煤礦井下斜巷運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)及運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)
節(jié)，主要用于井下與水平地面間的煤炭、矸石、材料、
設(shè)備和人員等的提升運(yùn)輸，斜巷運(yùn)輸中主要使用的
運(yùn)輸設(shè)備為帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中
最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其他運(yùn)輸設(shè)備（比如
機(jī)車)相比，具有運(yùn)輸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、輸送距離長、運(yùn)量大
和連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
和集中化控制[1]。
由于煤礦井下運(yùn)輸巷道內(nèi)環(huán)境惡劣，在帶式輸
送機(jī)運(yùn)輸煤炭過程中，經(jīng)常發(fā)生各種事故，例如斷
帶、縱撕、跑偏、打滑等，導(dǎo)致出現(xiàn)撒煤現(xiàn)象氣撒落
到運(yùn)輸巷道內(nèi)的煤塊和煤粉堆積形成浮煤，嚴(yán)重影
響煤礦井下工人的生命安全和生產(chǎn)效率。針對上述
問題，三元福達(dá)煤業(yè)有限公司研究設(shè)計(jì)出一種礦用
帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置，此裝置采用鏈斗式輸送
裝置與多輪系結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，與帶式輸送
機(jī)聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)浮煤清理功能。
1 礦用浮煤清理裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的主體結(jié)構(gòu)為鏈
斗式輸送裝置，鏈斗式輸送裝置的基本組成如圖1
所示，分為三個(gè)基本部分，包括頂部、底部和中間部
分。頂部裝置包括頂軸和鏈輪、軸承系、驅(qū)動(dòng)裝置、支
撐結(jié)構(gòu)、料斗、鏈條和機(jī)殼。底部包括底軸和鏈輪、可
調(diào)節(jié)軸承系、支撐結(jié)構(gòu)、機(jī)殼、料斗和鏈條。中間部分
一般有垂直支撐結(jié)構(gòu)、機(jī)殼、載運(yùn)的料斗和鏈條組
成。在大多數(shù)情況下，提升機(jī)機(jī)殼用來支撐機(jī)械裝置
和防塵。
礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的總體方案流程
圖如圖2 所示，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)出的浮煤清理裝
收稿日期：2 0 2 0 - 0 6 - 0 6
作者簡介：陳春（1967— ），男，山西渾源人, 工程師，畢業(yè)于太原
理工大學(xué)，從事煤礦管理工作；郭杉（1986— ），男，山西運(yùn)城人,
畢業(yè)于太原理工大學(xué)，工程師，從事煤礦一通三防技術(shù)工作。
設(shè)計(jì)理論與方法 DO 丨:10.1652S/j .cnki.cn l4-1134/th.2020.10.024
礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的設(shè)計(jì)研究
陳春， 郭杉
(山西三元福達(dá)煤業(yè)有限公司， 山西長治046000)
摘要：針對帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸煤炭過程中容易出現(xiàn)撒煤現(xiàn)象，設(shè)計(jì)研究了一種礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝
置.，該裝置采用鏈斗式輸送裝置與多輪系結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)，可以從根本上減少了工作人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)
度，減少帶式輸送機(jī)的停機(jī)次數(shù)，提高煤礦的開采效率。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)浮煤清理鏈斗式裝置多輪系結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào):TD528+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)：1003-773X( 2020 >10-0054-03
功能應(yīng)用場合
設(shè)計(jì)并制作
設(shè)計(jì)W 繪制
T M 料選擇|
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
造咽設(shè)計(jì)
L-一 結(jié)構(gòu)力案擬VL
2 0 2 0 年第1 0 期陳春，等:礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的設(shè)計(jì)研究. 55 ?
1 一機(jī)殼;2—頭輪組;3—轉(zhuǎn)向輪組;4一張緊輪組；
5 _ 從動(dòng)輪組;6—底座;7— 斗鏈;8—挖煤斗;9一擋板；
10— 蓋板；11一導(dǎo)板；12— 連接塊
圖3 浮煤清理裝置總體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
統(tǒng)、電氣傳感控制系統(tǒng)等。
帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于機(jī)殼
上部的頭輪組，頭輪組的兩端固定于機(jī)殼上方且安
裝有液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)連接有液壓栗站，為浮煤清
理裝置提供動(dòng)力。轉(zhuǎn)向輪組安裝于機(jī)殼的中間位置,
用于改變挖煤斗的運(yùn)行軌跡和優(yōu)化清煤路徑。張緊
輪組安裝于轉(zhuǎn)向輪組的下方，由軸承、螺桿、滑座、張
緊輪和張緊軸等組成，張緊輪組通過滑座和導(dǎo)軌的
導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)水平方向的移動(dòng)，張緊輪組移動(dòng)到預(yù)
定位置后產(chǎn)生預(yù)緊力，通過對頂螺母固定螺桿達(dá)到
張緊輪組的張緊目的。從動(dòng)輪組水平安裝于底座的
上方，當(dāng)挖煤斗運(yùn)動(dòng)到從動(dòng)輪組的位置時(shí)，挖煤斗通
過在兩套從動(dòng)輪組間的水平運(yùn)動(dòng)，完成煤池內(nèi)的浮
煤清理工作。
2 礦用浮煤清理裝置部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 . 1 機(jī)殼與底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
浮煤清理裝置的機(jī)殼主要起支承和密閉兩大作
用，在機(jī)殼上安裝有四個(gè)輪組，并且與底座相互配
合，就需要保證機(jī)殼的加工精度。機(jī)殼中各個(gè)零部件
的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響整機(jī)的工作性能，所以機(jī)殼技
術(shù)要求較高，要求機(jī)殼上法蘭面與下法蘭面的平行
度與垂直度保證較高公差等級(jí)，除此以外還要求機(jī)
殼整平。
根據(jù)對鏈斗式輸送裝置頭部殼體的參考和浮煤
清理裝置的實(shí)際應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)出的機(jī)殼結(jié)構(gòu)如圖
4 所示，機(jī)殼安裝在底座上方，整體結(jié)構(gòu)采用Q235
的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，頭輪組、轉(zhuǎn)向輪組、張緊輪組從
上到下依次安裝在機(jī)殼上，機(jī)殼中間焊接一塊材料
為65M n的耐磨板，為挖斗及斗鏈進(jìn)行導(dǎo)向，四周裝
上擋板，以保障在運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)飛濺。
底座結(jié)構(gòu)如圖5 所示，固定連接在煤水池中，底
座上平行安裝有兩套從動(dòng)輪組，支撐從動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)挖煤斗運(yùn)行到兩套從動(dòng)輪組中間時(shí)產(chǎn)生挖煤效
果，底座中間焊有一塊弧板，使挖斗能夠更加輕松地
/ ( - p v
y *1 ■二
圖4 機(jī)殼結(jié)構(gòu)
圖5 底座結(jié)構(gòu)
挖取浮煤，提高工作效率。
2 . 2 輪系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
頭輪組為煤泥清理裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)[3]，由液壓
馬達(dá)、通蓋、油封、軸承、軸承座、擋片、壓蓋、動(dòng)力輪
A、動(dòng)力輪B、悶蓋、單向離合器、動(dòng)力軸、鋼管等組
成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)位于上機(jī)殼的上部，兩端固定在上機(jī)殼
上，動(dòng)力機(jī)構(gòu)上裝有液壓油泵，液壓油泵與液壓栗站
連接,為整個(gè)煤泥清理裝置運(yùn)行提供動(dòng)力，頭輪組結(jié)
構(gòu)如圖6 所示。
圖6 頭輪組結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由端蓋、0 型圈、軸承、密封圈、擋
片、壓蓋、軸承座、轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向輪軸及其他部件組
成，位于上機(jī)殼中間位置，用于改變轉(zhuǎn)運(yùn)斗的運(yùn)行軌
跡和優(yōu)化清煤路徑，轉(zhuǎn)向輪組結(jié)構(gòu)如圖7 所示。
張緊機(jī)構(gòu)位于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)下方，由導(dǎo)軌、帶滑快座
軸承、蓋、滑座、螺桿、張緊軸、張緊輪和螺母等組成，
張緊機(jī)構(gòu)通過滑座和道軌的導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)在水平方
向的移動(dòng)，當(dāng)張緊機(jī)構(gòu)移動(dòng)到張緊位置后，使用對頂
螺母固定的螺桿達(dá)到張緊機(jī)構(gòu)的張緊目的，張緊輪
? 56 * 機(jī)械管理開發(fā)
jxglkfhjb@ 126.com 第3 5 卷
組結(jié)構(gòu)如圖8 所示。
圖8 張緊輪組結(jié)構(gòu)
將從動(dòng)輪組安裝在底座上，其主要由端蓋、軸
承、擋片、壓蓋、從動(dòng)輪、從動(dòng)軸和軸承座等組成。從
動(dòng)軸為階梯軸，端蓋、軸承座、軸承、壓蓋一次安裝在
階梯軸的第一階梯段，從動(dòng)輪安裝在階梯軸的中間
段。階梯軸的兩側(cè)安裝順序及安裝位置相同,從動(dòng)輪
組結(jié)構(gòu)如圖9 所示。
圖9 從動(dòng)輪組結(jié)構(gòu)
2 . 3 挖斗與斗鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
料斗為斗鏈?zhǔn)捷斔脱b置的裝載部件， 一般是用
2~6 mm厚的鋼板焊接或沖壓而成。為了提高料斗邊
緣的耐磨能力，一般要在料斗外邊緣焊接一條附加
的鋼板，料斗主要分為深料斗、淺料斗和有擋邊料斗
三種w。根據(jù)對以上三種料斗結(jié)構(gòu)的研究，設(shè)計(jì)了如
圖1 0 所示的挖斗結(jié)構(gòu)，既保證了挖斗的挖取量，也
保證了制作的簡單性。
牽引部件通常有膠帶和鏈條兩種結(jié)構(gòu)。橡膠帶：
將料斗固連于膠帶上，料斗寬度要較膠帶略窄。鏈
條:單掛鏈條與料斗后壁相連接，雙掛鏈條時(shí)料斗安
裝在里側(cè)。該浮煤清理裝置選用鏈條結(jié)構(gòu)，斗鏈與挖
斗的連接如圖1 1 所示。
3 礦用浮煤清理裝置工作原理介紹
礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置采用恒壓液壓泵
站為整個(gè)裝置提供動(dòng)力[5]，頭輪組上的液壓馬達(dá)與
液壓滎站連接，為四個(gè)輪組的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)浮
煤清理功能。浮煤清理裝置的底座安裝于煤泥水池
內(nèi)，當(dāng)裝置開始工作時(shí),挖煤斗持續(xù)地在從動(dòng)輪組間
進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，將煤泥水池內(nèi)的浮煤裝人挖煤斗中，
裝有浮煤的挖煤斗隨斗鏈上升到頭輪組位置時(shí)，隨
圖1 1 斗鏈與挖斗的連接
著頭輪組的變向?qū)⒏∶簝A倒在帶式運(yùn)輸機(jī)皮帶上，
之后挖煤斗依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪組和張緊輪組后轉(zhuǎn)變方
向,重新進(jìn)人到從動(dòng)輪組，從而完成一個(gè)浮煤清理的
工作循環(huán)，浮煤清理路徑如圖1 2所示。
1 一頭輪組;2—轉(zhuǎn)向輪組; 3— 張緊輪組;4一從動(dòng)輪組
圖1 2 浮煤清理路徑
礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置主要由液壓馬
達(dá)、雙向液壓鎖、隔爆型電磁換向閥、壓力表組件、單
向閥、手動(dòng)變量泵、防爆電機(jī)、截止閥、過濾器、溢流
器、防爆型電磁換向閥和空氣濾清器等部分組成。當(dāng)
電控系統(tǒng)給出開始挖煤信號(hào)時(shí),截止閥、隔爆型電磁
換向閥等閥門打開，防爆電機(jī)帶動(dòng)手動(dòng)變量泵轉(zhuǎn)動(dòng)，
從油箱中吸油提升油壓，達(dá)到一定壓力后通過雙向
液壓鎖帶動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)行挖泥的任務(wù)。壓力表
組件監(jiān)控液壓系統(tǒng)的壓力變化，為電控裝置提供開
關(guān)信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過載情況時(shí)，溢流器和防爆型電
磁換向閥為清煤系統(tǒng)泄載，保持系統(tǒng)壓力恒定。
4 結(jié)語
運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的適用于煤礦井下傾斜運(yùn)輸巷道
的礦用帶式輸送機(jī)浮煤清理裝置，可解決皮帶運(yùn)輸
巷道內(nèi)帶式輸送機(jī)的撒煤處理困難的問題。該裝置
被安裝在傾斜井巷帶式輸送機(jī)機(jī)尾或輸送機(jī)下變坡
點(diǎn)處，能夠與帶式輸送機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，在帶式輸送
機(jī)停止運(yùn)行時(shí)浮煤清理轉(zhuǎn)運(yùn)裝置能夠自動(dòng)停止〇該
套裝置結(jié)構(gòu)緊湊，尤其適用于作業(yè)空間狹小的運(yùn)輸
巷道內(nèi)，減少了清理浮煤的工作人員數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)
度，減少了帶式輸送機(jī)的停機(jī)次數(shù)，提高了工作效
率，實(shí)現(xiàn)了浮煤清理的自動(dòng)化和機(jī)械化。
參考文獻(xiàn)
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2 0 2 0 年第1 0 期楊勝:綜掘工作面綜合除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用? 71 ?
表1 粉塵質(zhì)量濃度監(jiān)測結(jié)果 mg/m3
位置項(xiàng)目使用前使用后
綜掘司機(jī)處
全塵579.3 48.3
呼吸性粉塵253.6 18.12
除塵風(fēng)機(jī)后方
全塵376.3 11.5
呼吸性粉塵117.6 7.8
綜掘工作面除塵效果明顯，綜合除塵率在8 0 % 以上,
可以有效改善綜掘作業(yè)面作業(yè)環(huán)境。
4 結(jié)論
1) 根據(jù)綜掘工作面現(xiàn)場粉塵產(chǎn)生特點(diǎn)，結(jié)合以
風(fēng)控塵原則，通過長壓短抽通風(fēng)方式，對掘進(jìn)工作面
粉塵進(jìn)行集中控制，依靠除塵風(fēng)機(jī)對高濃度粉塵進(jìn)
行處理；
2 ) 根據(jù)上述思路設(shè)計(jì)的綜合除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，
可以隨綜掘機(jī)聯(lián)動(dòng)，不會(huì)給綜掘設(shè)備使用、維修等造
成影響。
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(編輯：王慧芳）
Development of Integrated Dust Removal System and Equipment for
Fully-mechanized Working Face
Y ang Sheng
( Shanxi LiTan G roup Q idong Coal Industry Co” L td” Pu County Shanxi 041208)
Abstract： In order to reduce the dust concentration in fully mechanized working face, a comprehensive dust removal
system is put forward on the basis of analyzing the existing dust removal equipment. The system mainly includes dust
removal fan, positive pressure air regulating device and control system. The dust removal system is designed to control
the dust in a certain range so as to reduce the dust concentration in the whole heading face. The system has compact
structure and wide application range. The application in fully mechanized face shows that the comprehensive dust
removal rate of the designed dust removal system is over 80%〇
Key words： fully mechanized working face; dust removal system; dust removal fan; ventilation
(上接第5 6 頁）
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Approach for Engineer-to-Order Production Systems [C]//IFIP
International Conference on Advances in Production Management
Systems, 2015.
(編輯：王瑾）
Design and Research of Floating Coal Cleaning Device for Mine Belt
Conveyor
Chen Chun, Guo Shan
( Shanxi Sanyuan Fuda Coal Industry Co.,Ltd., C hangzhi Shanxi 046000)
Abstract： Aiming at the coal sprinkling phenomenon in the process of belt conveyor transportation, a floating coal
cleaning device for belt conveyor for mining is designed and studied. The device adopts the design characteristics of
the combination of chain bucket conveying device and multi-wheel structure. It can fundamentally reduce the number
of staff and labor intensity, reduce the number of belt conveyor downtime, improve coal mining efficiency.
Key words： belt conveyor, floating coal cleaning; chain bucket device; multi-wheel system structure

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