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礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的設計研究

文檔作者：陳春郭杉文檔來源：山西三元福達煤業有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月20日
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上一篇：礦用開采錨索預應力監測設備設計研究

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總第2 1 0 期
2 0 2 0 年第1 0 期
機械管理開發
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total 210
No. 10, 2020
功能磽定:浮煤清理
— — T
選用控制方案
液電氣控制系統設i t "
圖2 總體方案流程圖
置總體機械結構如下頁圖3 所示，主要由機殼、頭輪
組、轉向輪組、張緊輪組、從動輪組、底座、斗鏈、挖煤
斗、擋板、蓋板、導板和連接塊等組成。其中支撐結構
由機殼和底座兩部分組成，底座安裝于帶式運輸機
的下方，固定在煤泥水池內，用于支撐從動輪組的轉
動。機殼固定于底座上方，將帶式運輸機半包圍住，
用于支撐頭輪組、轉向輪組和張緊輪組的轉動。浮煤
清理轉運裝置包括頭輪組、轉向輪組、張緊輪組和從
動輪組四個輪系，用來規劃浮煤的轉運路徑，此外整
個礦用帶式輸送機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;6—驅動裝置;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
煤礦井下斜巷運輸是煤炭生產及運輸的重要環
節，主要用于井下與水平地面間的煤炭、矸石、材料、
設備和人員等的提升運輸，斜巷運輸中主要使用的
運輸設備為帶式輸送機。帶式輸送機是煤礦生產中
最理想的高效連續運輸設備，與其他運輸設備（比如
機車)相比，具有運輸結構穩定、輸送距離長、運量大
和連續輸送等優點，而且運行可靠，易于實現自動化
和集中化控制[1]。
由于煤礦井下運輸巷道內環境惡劣，在帶式輸
送機運輸煤炭過程中，經常發生各種事故，例如斷
帶、縱撕、跑偏、打滑等，導致出現撒煤現象氣撒落
到運輸巷道內的煤塊和煤粉堆積形成浮煤，嚴重影
響煤礦井下工人的生命安全和生產效率。針對上述
問題，三元福達煤業有限公司研究設計出一種礦用
帶式輸送機浮煤清理裝置，此裝置采用鏈斗式輸送
裝置與多輪系結構相結合的設計特點，與帶式輸送
機聯動運轉,實現浮煤清理功能。
1 礦用浮煤清理裝置總體結構設計
礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的主體結構為鏈
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、驅動裝置、支
撐結構、料斗、鏈條和機殼。底部包括底軸和鏈輪、可
調節軸承系、支撐結構、機殼、料斗和鏈條。中間部分
一般有垂直支撐結構、機殼、載運的料斗和鏈條組
成。在大多數情況下，提升機機殼用來支撐機械裝置
和防塵。
礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的總體方案流程
圖如圖2 所示，根據總體方案設計出的浮煤清理裝
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，畢業于太原
理工大學，從事煤礦管理工作；郭杉（1986— ），男，山西運城人,
畢業于太原理工大學，工程師，從事煤礦一通三防技術工作。
設計理論與方法 DO 丨:10.1652S/j .cnki.cn l4-1134/th.2020.10.024
礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的設計研究
陳春， 郭杉
(山西三元福達煤業有限公司， 山西長治046000)
摘要：針對帶式輸送機在運輸煤炭過程中容易出現撒煤現象，設計研究了一種礦用帶式輸送機浮煤清理裝
置.，該裝置采用鏈斗式輸送裝置與多輪系結構相結合的設計，可以從根本上減少了工作人員的數量和勞動強
度，減少帶式輸送機的停機次數，提高煤礦的開采效率。
關鍵詞：帶式輸送機浮煤清理鏈斗式裝置多輪系結構
中圖分類號:TD528+.1 文獻標識碼:A 文章編號：1003-773X( 2020 >10-0054-03
功能應用場合
設計并制作
設計W 繪制
T M 料選擇|
結構設計
造咽設計
L-一 結構力案擬VL
2 0 2 0 年第1 0 期陳春，等:礦用帶式輸送機浮煤清理裝置的設計研究. 55 ?
1 一機殼;2—頭輪組;3—轉向輪組;4一張緊輪組；
5 _ 從動輪組;6—底座;7— 斗鏈;8—挖煤斗;9一擋板；
10— 蓋板；11一導板；12— 連接塊
圖3 浮煤清理裝置總體機械結構圖
統、電氣傳感控制系統等。
帶式輸送機浮煤清理裝置的驅動機構位于機殼
上部的頭輪組，頭輪組的兩端固定于機殼上方且安
裝有液壓馬達，液壓馬達連接有液壓栗站，為浮煤清
理裝置提供動力。轉向輪組安裝于機殼的中間位置,
用于改變挖煤斗的運行軌跡和優化清煤路徑。張緊
輪組安裝于轉向輪組的下方，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軌的
導向作用實現水平方向的移動，張緊輪組移動到預
定位置后產生預緊力，通過對頂螺母固定螺桿達到
張緊輪組的張緊目的。從動輪組水平安裝于底座的
上方，當挖煤斗運動到從動輪組的位置時，挖煤斗通
過在兩套從動輪組間的水平運動，完成煤池內的浮
煤清理工作。
2 礦用浮煤清理裝置部分結構設計
2 . 1 機殼與底座結構設計
浮煤清理裝置的機殼主要起支承和密閉兩大作
用，在機殼上安裝有四個輪組，并且與底座相互配
合，就需要保證機殼的加工精度。機殼中各個零部件
的質量優劣直接影響整機的工作性能，所以機殼技
術要求較高，要求機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，除此以外還要求機
殼整平。
根據對鏈斗式輸送裝置頭部殼體的參考和浮煤
清理裝置的實際應用情況，設計出的機殼結構如圖
4 所示，機殼安裝在底座上方，整體結構采用Q235
的普通碳素結構鋼，頭輪組、轉向輪組、張緊輪組從
上到下依次安裝在機殼上，機殼中間焊接一塊材料
為65M n的耐磨板，為挖斗及斗鏈進行導向，四周裝
上擋板，以保障在運行過程中不會出現飛濺。
底座結構如圖5 所示，固定連接在煤水池中，底
座上平行安裝有兩套從動輪組，支撐從動機構轉動。
當挖煤斗運行到兩套從動輪組中間時產生挖煤效
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 機殼結構
圖5 底座結構
挖取浮煤，提高工作效率。
2 . 2 輪系結構設計
頭輪組為煤泥清理裝置的驅動機構[3]，由液壓
馬達、通蓋、油封、軸承、軸承座、擋片、壓蓋、動力輪
A、動力輪B、悶蓋、單向離合器、動力軸、鋼管等組
成。動力機構位于上機殼的上部，兩端固定在上機殼
上，動力機構上裝有液壓油泵，液壓油泵與液壓栗站
連接,為整個煤泥清理裝置運行提供動力，頭輪組結
構如圖6 所示。
圖6 頭輪組結構
轉向機構主要由端蓋、0 型圈、軸承、密封圈、擋
片、壓蓋、軸承座、轉向輪、轉向輪軸及其他部件組
成，位于上機殼中間位置，用于改變轉運斗的運行軌
跡和優化清煤路徑，轉向輪組結構如圖7 所示。
張緊機構位于轉向機構下方，由導軌、帶滑快座
軸承、蓋、滑座、螺桿、張緊軸、張緊輪和螺母等組成，
張緊機構通過滑座和道軌的導向作用實現在水平方
向的移動，當張緊機構移動到張緊位置后，使用對頂
螺母固定的螺桿達到張緊機構的張緊目的，張緊輪
? 56 * 機械管理開發
jxglkfhjb@ 126.com 第3 5 卷
組結構如圖8 所示。
圖8 張緊輪組結構
將從動輪組安裝在底座上，其主要由端蓋、軸
承、擋片、壓蓋、從動輪、從動軸和軸承座等組成。從
動軸為階梯軸，端蓋、軸承座、軸承、壓蓋一次安裝在
階梯軸的第一階梯段，從動輪安裝在階梯軸的中間
段。階梯軸的兩側安裝順序及安裝位置相同,從動輪
組結構如圖9 所示。
圖9 從動輪組結構
2 . 3 挖斗與斗鏈結構設計
料斗為斗鏈式輸送裝置的裝載部件， 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。根據對以上三種料斗結構的研究，設計了如
圖1 0 所示的挖斗結構，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構。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，雙掛鏈條時料斗安
裝在里側。該浮煤清理裝置選用鏈條結構，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
礦用帶式輸送機浮煤清理裝置采用恒壓液壓泵
站為整個裝置提供動力[5]，頭輪組上的液壓馬達與
液壓滎站連接，為四個輪組的運動提供動力實現浮
煤清理功能。浮煤清理裝置的底座安裝于煤泥水池
內，當裝置開始工作時,挖煤斗持續地在從動輪組間
進行水平運動，將煤泥水池內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，隨
圖1 1 斗鏈與挖斗的連接
著頭輪組的變向將浮煤傾倒在帶式運輸機皮帶上，
之后挖煤斗依次經過轉向輪組和張緊輪組后轉變方
向,重新進人到從動輪組，從而完成一個浮煤清理的
工作循環，浮煤清理路徑如圖1 2所示。
1 一頭輪組;2—轉向輪組; 3— 張緊輪組;4一從動輪組
圖1 2 浮煤清理路徑
礦用帶式輸送機浮煤清理裝置主要由液壓馬
達、雙向液壓鎖、隔爆型電磁換向閥、壓力表組件、單
向閥、手動變量泵、防爆電機、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
電控系統給出開始挖煤信號時,截止閥、隔爆型電磁
換向閥等閥門打開，防爆電機帶動手動變量泵轉動，
從油箱中吸油提升油壓，達到一定壓力后通過雙向
液壓鎖帶動液壓馬達轉動，實行挖泥的任務。壓力表
組件監控液壓系統的壓力變化，為電控裝置提供開
關信號。當系統出現過載情況時，溢流器和防爆型電
磁換向閥為清煤系統泄載，保持系統壓力恒定。
4 結語
運用本文設計的適用于煤礦井下傾斜運輸巷道
的礦用帶式輸送機浮煤清理裝置，可解決皮帶運輸
巷道內帶式輸送機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機尾或輸送機下變坡
點處，能夠與帶式輸送機進行聯動運行，在帶式輸送
機停止運行時浮煤清理轉運裝置能夠自動停止〇該
套裝置結構緊湊，尤其適用于作業空間狹小的運輸
巷道內，減少了清理浮煤的工作人員數量和勞動強
度，減少了帶式輸送機的停機次數，提高了工作效
率，實現了浮煤清理的自動化和機械化。
參考文獻
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167-169. ( 下轉第7 1 頁）
2 0 2 0 年第1 0 期楊勝:綜掘工作面綜合除塵系統設計與應用? 71 ?
表1 粉塵質量濃度監測結果 mg/m3
位置項目使用前使用后
綜掘司機處
全塵579.3 48.3
呼吸性粉塵253.6 18.12
除塵風機后方
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面作業環境。
4 結論
1) 根據綜掘工作面現場粉塵產生特點，結合以
風控塵原則，通過長壓短抽通風方式，對掘進工作面
粉塵進行集中控制，依靠除塵風機對高濃度粉塵進
行處理；
2 ) 根據上述思路設計的綜合除塵系統結構簡單，
可以隨綜掘機聯動，不會給綜掘設備使用、維修等造
成影響。
參考文獻
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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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