大傾角皮帶研究報告

1、大傾角帶式輸送機膠帶展放技術(shù)研 究 報 告中煤建筑安裝工程集團公司1 立項背景本項目屬于工業(yè)機電安裝工程中大型設(shè)備安裝新技術(shù)應用研究領(lǐng)域，主要針對大傾角帶式輸送機膠帶展放作業(yè)。2011年，我項目部承接的神寧集團清水營煤礦主斜井帶式輸送機延伸改造工程，創(chuàng)我公司主斜井膠帶類安裝工程之最，該主斜井平均傾角高達25，個別段甚至達到27，單面膠帶重193t,屬大傾角、高風險環(huán)境內(nèi)作業(yè)，尤其是在膠帶展放環(huán)節(jié)，是對我施工人員的一場挑戰(zhàn)。該工程施工安全問題引起神寧集團高度關(guān)注，多次派出專家組對膠帶展放方案進行會審。前期考慮采用的傳統(tǒng)工藝膠帶展放方案，因該膠帶自重及斜井傾角等參數(shù)大，手動液壓千斤頂具有釋壓過程不

2、受控制的缺點，膠帶在釋壓后會突然快速下滑，沖量過大；而螺旋千斤頂則存在加力過慢，不能及時剎車的缺點，容易導致皮帶下滑速度失控。兩者均有可能造成機毀人亡的嚴重后果。 綜上所述，傳統(tǒng)工藝已無法滿足此工程施工需求，方案被否決，要想安全完成施工任務，只能另辟途徑。在此背景下，我方技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場實際情況，和現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的起重技師及礦方技術(shù)人員進行了深入溝通和學習，并藉此提出了創(chuàng)新性的膠帶展放方案：第一步：在井口澆筑混凝土基礎(chǔ)并預埋地腳螺栓，其上用30#H型鋼制作成主框架并通過地腳螺栓與之連接，框架內(nèi)置活動夾板與固定夾板，每組活動夾板與固定夾板之間均設(shè)置有三臺抬底千斤頂。第二步：將乳化液泵通過高壓軟管與

3、液壓控制閘片再到抬底千斤頂連接成為一個小型液壓控制回路，利用液壓閘片來控制抬底千斤頂，既可以實現(xiàn)瞬間剎車，也可以實現(xiàn)緩慢釋放，且作業(yè)人員不用靠近膠帶，操作安全、便捷。2 關(guān)鍵技術(shù)難點及解決方案2.1 關(guān)鍵技術(shù)難點本項目的技術(shù)難點在于：1. 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)置由于尚未有相關(guān)經(jīng)驗可以進行借鑒，因此該方案設(shè)計需要進行反復試驗與論證，以保證其可行性。2. 液壓控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性考慮到在施工過程可能因配件（如高壓軟管、液壓閘片）突然損壞造成的液壓裝置失壓或壓力減小，從而導致不可預料的后果，因此如何加強裝置的可靠性與穩(wěn)定性也是該項目的難點之一。2.2 解決方案針對以上各設(shè)計施工技術(shù)難點，除了測試各設(shè)

4、備和部件的性能之外，提供了以下幾點施工解決方案：1.對設(shè)置好的液壓裝置進行反復試驗，以驗證和確保其運行可靠。2.對乳化液泵實施雙回路供電，防止因跳閘或其他原因引起的突然斷電而造成裝置失壓。3因為首次采用該方案，為確保施工安全，每組夾具兩側(cè)加設(shè)2臺50T機械式螺旋千斤頂。一是在展放完畢后固定膠帶，二是應付突發(fā)情況，如液壓操作系統(tǒng)失靈，可以操作螺旋千斤頂，實現(xiàn)雙保險。4：施工組織方面針對其特點，進行施工組織研究，制定施工技術(shù)方案，進行施工技術(shù)交底，并制定應急預案，確保施工質(zhì)量、安全和工期要求。3關(guān)鍵技術(shù)的研究及實施技術(shù)方案3.1 主要部件介紹：1.抬底千斤頂（見下圖） 圖3-1 圖3-2 1-高壓

5、軟管接口該設(shè)備為礦井液壓支架部件，俗稱抬底千斤頂，規(guī)格為50T，利用乳化液泵，通過高壓軟管給其供壓。2.液壓控制閥片下圖為液壓控制閥片與底座，液壓閥片固定于配套底座上，以便于人員操作，向前推動液壓閥片操作手柄時，抬底千斤升起，反之千斤則回落，手柄在正常行程內(nèi)，松手后可自動復位，即中間位置。當操作手柄向前推至最大程度時，手柄會自動鎖住，此時壓力將會維持在最大值，松開手柄后，其不會自動復位。 圖3-33.2 液壓控制系統(tǒng)圖及簡述 圖 3-41-乳化液泵；2-高壓軟管；3-液壓控制閥片；4-抬底千斤頂首先將主供壓管路與乳化液泵（型號：BRW400/31.7）相連接，從主管路分出四支路分別至四臺液壓控

6、制閥片，每臺控制閥片連接3臺抬底千斤頂(即每組夾板內(nèi)置的3臺抬底千斤，見圖3-5。 3.3 抬底千斤頂布置 圖3-5每組夾板之間布置3臺抬底千斤頂，分別置于夾板兩端及中間位置，這3臺抬底千斤頂均由一臺液壓閥片控制，以保證施壓均勻及整個膠帶受力平衡。另為保證安全，在3臺抬底千斤頂之間增設(shè)2臺手動螺旋千斤頂，配合液壓抬底千斤使用。 圖3-6 1-夾板；2-抬底千斤頂；3-手動螺旋千斤頂3.4夾具（夾帶裝置）布置1.夾帶裝置布置總圖 其中紅色部分為固定夾板（與主框架焊接在一起），綠色部分為活動夾板，可隨抬底千斤頂上下移動。 圖3-72機頭夾具布置圖（夾具制作詳圖見：夾帶裝置QSY-01） 圖3-81

7、- 固定夾板；2-規(guī)格為50t的螺旋千斤頂；3-活動夾板；4-膠帶 機頭共設(shè)置有兩組輔助夾具，采用50t手動螺旋千斤頂，其中機頭架左下一組僅為展放上帶時使用。夾板規(guī)格及制作如下圖所示： 圖 3-91-=30mm鋼板；2-20#H型剛；3-筋板3. 主夾具組（井口夾帶裝置）布置圖 圖3-101-主框架采用30#H型鋼；2-規(guī)格50t抬底千斤頂；3-夾板 由上圖可知，井口夾具組（夾帶裝置）共有四套夾具，上下各兩套。由液壓抬底千斤頂為主，螺旋千斤頂為輔進行夾帶動作。4井口夾帶裝置及機頭夾具加工完成后實體效果圖圖3-11 圖3-124. 甲方技術(shù)人員與我方技術(shù)人員、工人進行現(xiàn)場調(diào)試圖3-133.5 斷

8、帶與底帶展放方案1.斷帶調(diào)試成功后，即可進行底帶展放工作。本設(shè)備采用ST4500鋼絲阻燃膠帶，帶寬1800，厚30mm，帶重135kg/m。斷帶在延伸段中間架與機尾部安裝完畢后進行，為減少硫化接頭數(shù)量及便于施工，斷帶位置擬選擇于原機尾滾筒處底帶部位進行分斷。由于斷帶后原皮帶不更換，故決定將原皮帶全部做為底帶下放直至機尾，多余部分截斷拉至廠房外。 圖3-131-原機尾滾筒；2-斷帶點2原機尾滾筒拆除及運輸。膠帶分斷后，利用井筒頂部設(shè)置的錨索或錨桿用倒鏈將機尾滾筒處膠帶提起，拆除機尾滾筒，利用設(shè)置在+1089檢修平臺的絞車將機尾滾筒及拉緊絞車沿軌道下放至主副井4#聯(lián)絡(luò)巷（機尾至4#聯(lián)絡(luò)巷段中間架暫

9、且不裝），從4#聯(lián)絡(luò)巷提升運輸系統(tǒng)運至地面（機尾位置及運輸線路見下圖），同時完成安裝4#聯(lián)絡(luò)巷至原機尾段中間架及對接。圖3-14 第 22 頁 共 22 頁 3.展放 圖3-15 1-機頭卸載架手動夾具；2-井口液壓控制夾具組（夾帶裝置）；3-牽引鋼絲繩；4-上帶向上行走；5-底帶向下行走 過程分析：待中間架對接全部安裝完畢后，即可展放下帶。由于展放底帶時膠帶同時穿過井口主夾具組（夾帶裝置）上下各兩套，故底帶展放過程中可利用夾具為5套：（1）機頭卸載架處1套。（2）井口主夾具4套。見圖3-15。機頭卸載架夾具兩側(cè)各一人站與加工的平臺上操作手動螺旋千斤頂，井口四套夾具各由一人操作液壓控制閥片來操

10、作每套夾具中的3臺抬底千斤頂。展放時首先松開各處緊固的夾具，由于斷帶點選擇在原機尾，故斷帶后膠帶仍保持相對平衡，膠帶正常穿繞滾筒，與滾筒圍包角大，故可利用啟動驅(qū)動部正轉(zhuǎn)來帶動膠帶展放，并利用變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)整速度，使速度控制在0.2m/s。當膠帶下放一段距離以后，下滑力增大，此時，操作人員向前緩慢推動液壓控制閥片，通過抬底千斤頂對夾具實行均勻加壓，夾具組（夾帶裝置）與變頻驅(qū)動相互配合，來實現(xiàn)底帶勻速展放。隨著膠帶展放過程的進行，膠帶自滑力越來越大，液壓抬底千斤行程也隨之增大，安全期間，故每下放一段距離膠帶，比如20m，操作液壓控制閥片使抬底千斤頂壓力調(diào)整至最大并鎖定膠帶后，操作加設(shè)的手動螺旋千斤

11、頂（見圖3-6），使其對膠帶保持一定的壓力，以備因突發(fā)情況造成液壓裝置失靈時進行緊急制動使用，周而復始，直至膠帶展放到位。待膠帶展放到位后，利用液壓控制閥片將抬底千斤頂壓力調(diào)整至最大后鎖定，并在人力范圍內(nèi)將手動螺旋千斤頂壓力調(diào)整至最大，將膠帶鎖定牢固。 等待硫化。4上帶下放方案上帶展放操作過程類同底帶展放過程，區(qū)別在于上帶穿繞夾具的組數(shù)和膠帶展放時纏繞滾筒方式不同，為不完全纏繞滾筒。其共通過4套夾具，即機頭卸載架2套手動夾具和夾帶裝置上部的2套液壓控制夾具，如下圖所示： 圖3-16 1-機頭卸載架手動夾具；2-井口液壓控制夾具組；3-牽引鋼絲繩；4-膠帶下行過程分析：(1) 上帶穿帶方式如圖3

12、-16所示，穿繞下驅(qū)動滾筒增加圍包角，增大阻(2) 膠帶外場布置：考慮膠帶斜拉難度極大，膠帶外場折放必須與膠帶中心線保持一致，硫化工作全部提前在地面進行，邊硫化邊折疊。展疊示意： 圖3-17(3) 下放過程控制：通過驅(qū)動機房外側(cè)絞車和導向滑輪將膠帶沿機房墻壁已打好的孔洞(開洞尺寸大小為：寬3m，高2m)穿進機房，通過原卸料扣溜槽位置（由于展放膠帶需要已拆除）用機房天車牽引膠帶頭從中提出后，將膠帶頭固定在卸載機架上的卡具上，倒換井筒安裝的絞車，牽引膠帶穿過已設(shè)置好的卡具。待準備就緒以后，啟動膠帶下驅(qū)動裝置（拆除逆止器前提下），使電機反轉(zhuǎn)，利用驅(qū)動裝置變頻調(diào)速特性，控制膠帶行走速度，膠帶頭由設(shè)置在

13、+1089m水平面的絞車牽引。操作參照底帶展放方式進行。4 夾具（液壓夾帶裝置）基礎(chǔ)及膠帶下滑力計算4.1膠帶下滑力計算（等效受力如下圖所示）：圖4-1下滑力：F2=81.5噸皮帶托輥摩擦力（摩擦系數(shù)取0.035）：f=N=F1*=175*0.035=6t下滑合理F=81.5-6=75.5t4.2 井口夾具組（夾帶裝置）基礎(chǔ)核算井口夾具組做為主夾具，是膠帶鎖定與卡阻力控制的重要手段，其基礎(chǔ)尺寸擬設(shè)置為8(寬)*2.5（縱）*2（深）=40m。取混凝土比重2.3T/ m，土壤附著系數(shù)為1.5，則基礎(chǔ)抗拉能力T=40*2.3*1.5=138噸75.5,且夾具緊靠井筒墻壁可以增加強度，符合施工要求。

14、5 主要技術(shù)創(chuàng)新點5.1、本方案采用安全性、可靠性高的液壓控制技術(shù)，操作靈活性好，可以做到每組3臺千斤頂同步加壓、釋壓，且加壓速度快，可以瞬間制動，亦可緩慢釋壓，鎖定后穩(wěn)定性高。相對于單獨采用手動螺旋千斤或手動液壓千斤等傳統(tǒng)工藝，由于其操作不同步，或釋壓太快，或加壓過慢，進而造成的人身安全和損壞設(shè)備損失，具有很大的技術(shù)優(yōu)勢。 5.2、澆筑的混凝土基礎(chǔ)與成型框架，結(jié)構(gòu)堅固，能承受的拉力大。且可以永久保存。 5.3、在夾具組(夾帶裝置)基礎(chǔ)和主框架一次制作成型后可長期使用，為今后更換皮帶提供了極大便利。 5.4夾具組（夾帶裝置）主框架保存現(xiàn)狀 圖5-1圖5-26適用范圍本項目依托于寧夏煤業(yè)集團有限

15、責任公司清水營煤礦膠帶輸送機延伸工程，該主斜井傾角平均達25，個別段達27，膠帶自重達135kg/m，底帶與面帶自重各193t,且井筒內(nèi)設(shè)備配件及施工器具存放較多，屬大傾角、高難度、高風險環(huán)境作業(yè)。為了安全高效地完成此工程,我們進行了積極的探索和研究,并把此成果在清水營煤礦膠帶輸送機延伸工程中成功運用，有效解決了膠帶展放過程中不可控的難題。技術(shù)適用范圍：本技術(shù)適用于大傾角帶式輸送機膠帶展放及更換工作。7與當前國內(nèi)外同類技術(shù)的綜合比較現(xiàn)階段，國內(nèi)大傾角帶式輸送機膠帶展放仍然按照傳統(tǒng)工藝進行，沒有統(tǒng)一的安全施工工藝及下放措施，長度短、重量輕的膠帶都是利用工字鋼、絞車與吊車等配合，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，

16、由現(xiàn)場工人把握展放過程，放飛皮帶的事故時有出現(xiàn)，造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。而斜度大，帶寬、長度大、膠帶自重大的“四大”膠帶展放，更是重大隱患最多、安全系數(shù)最低的工序。清水營煤礦施工過程中，我方首次碰到傾角高達25的主斜井，且單面膠帶重達193噸，傳統(tǒng)工藝模式已無法滿足施工要求。經(jīng)技術(shù)人員刻苦研究攻關(guān)，設(shè)計出液壓夾帶裝置，并成功地應用于該項工程膠帶展放過程中。本項目采用在井口制作永久性膠帶展放夾具框架，并利用礦有設(shè)備制作液壓控制裝置，使膠帶展放過程更平穩(wěn)、操作更安全便捷，這種方法大大降低了施工風險，實踐證明了該技術(shù)的科學性與先進性，達到國內(nèi)同類設(shè)備安裝技術(shù)的領(lǐng)先水平。8 工程應用利用液壓系統(tǒng)控制膠帶展放過程，是我單位的一項技術(shù)創(chuàng)新，成功地應用于清水營煤礦主斜井帶式輸送機延伸改造工程中。該工程為把原長840m DTC180/230/4*1600型帶式輸送機順延至1428m，延伸長度588m。該主斜井傾角平均25，膠帶自重達135kg/m，底帶與面帶自重各193t，因此展放方案創(chuàng)新采用混凝土基礎(chǔ)，用重型H型剛制作成主框架，并且內(nèi)置活動夾板與固定夾板，乳化液泵通過液壓控