管带机在矿山矿石运输的分析(本)(2)

中产生大量的粉尘、炮烟、废气等有害气体。所以，坑内采矿条件较差，设备选择受到限制，设备维修困难，如普通带式输送机地下应用应尽可能选择低矮型。皮带开拓运输主要优点是生产连续、效率高、系统简单等。主要缺点是灵活性差，转弯困难，常常需要多条皮带转运。每增加一次转运环节需要增加进巷道工程，同时增加掘进、支护、维修等辅助工程。普通带式输送机在地下煤矿应用较为普遍，如中国神华集团所属的兖州煤业，多个坑内矿山采用皮带开拓、综采机出矿，2007年生产规模3456万t/a。金川镍业集团所属金川二矿区部分坑内运输采用的皮带形式，皮带宽度1400mm，三段倒段运输，总长度2000m，提升高度382m。目前，国内还没有将管带机应用于坑内矿石运输，但是根据现有普通皮带实际使用条件，无论是运输能力还是设备外形结构，管带机完全可以代替普通皮带机，还可以取消倒运站，单条管带机就能完成输送任务。

管带机的很多特点恰好满足坑内矿的需要：如占地面积小、结构简单、检修方便、卫生环保等。在深井采矿或地压活动突出的矿井，巷道变形对巷道内普通皮带机基础影响较大，而普通皮带机对基础要求比较严格，很小变形可能影响皮带机的正常运行。而管带机抗变型能力较强，一般较小的巷道变形对管带机运行影响不大。 （1） 同等条件下普通皮带机和管带机巷道断面的比较

某地下矿山三段普通皮带总长2000mm，如果使用管带机一段可以代替三段，减少两套皮带机驱动装置。如果管带机提升倾角提高到18°（普通皮带只有12°），配套巷道长度可以减少700m。普通皮带机与管带机巷道内的安装断面如附图2。

S掘进=12.88m2 S净=11.41m2 S掘进=8.44m2 S净=7.23m2

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附图2 管带机与普通皮带机巷道布置对比图

如图普通皮带机带宽为1400mm，小时矿石运输能力为2000~3000t/h，与之对应的管带机管径为Φ500mm。具体对比结果见附表2。

附表2 序号 1 2 3 4 5 项目 管径 设备安装宽 设备安装高 管带机 单位 值 mm mm mm 2普通皮带机 项目 带宽 设备安装宽 设备安装高 巷道掘进断面积 巷道净断面积 差值 备注 单位 值 mm mm mm m2 m2 1400 1910 1200 500 880 2080 8.44 7.23 -1030 对巷道断面影响较大 880 巷道掘进断面积 m 巷道净断面积 12.88 -4.44 11.41 -4.18 m2 根据附表2，巷道掘进断面可以节省4.44m3，目前地下矿巷道掘进平均成本300元~450元/m3，则每米巷道平均省投资1665元，如果巷道总长2000m，则巷道断面减小可节省工程投资约333万元，如果再节省巷道长度700m的投资338万元，合计节省投资671万元，约占总投资30% 。再取消中间转运皮带机，还可以节省皮带机、电控等大部分投资。管带机中间没有转运环节，大大节省设备维修以及操作人员等，所以人员工资等方面费用减少，使设备运行成本降低。

（2）适合管带机的几种开拓形式

1） 管带机-斜井开拓：将管带机布置在专用斜井内，斜井坡度可以提高到20~25°。此斜井可以转弯、变坡，较有轨斜井更灵活、更安全。人员材料利用辅助斜坡道或副井运输。 2）管带机-斜坡道开拓：将管带机巷道与无轨斜坡道统一设计，由于管带机转弯半径较小，完全能够和斜坡道统一起来，即管带机布置在斜坡道内，形成管带机-斜坡道联合开拓形式。 3）管带机-平硐开拓：将管带机布置在平硐内即形成管带机-平硐开拓。

4）管带机延深开拓：利用管带机布置灵活、提升角度大等优点，将管带机应用于坑内延深矿的矿石提升。

（3）其它应用：由于管带机具有双向运输功能，向地表输送矿石同时，可以向井下运输支护材料，如砂子、水泥等，也可以向井下输送充填料。管带机巷道可以兼作进风道，而一般矿山不能将箕斗井或皮带斜井作为进风井。

3. 管带机矿山应用注意事项

矿石中混杂的金属杂物对皮带威胁较大，这些金属杂物主要来源于凿岩所使用钎杆、千

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头、钎尾等，另外来源于支护用的钢筋、锚杆等金属构件。即使是普通胶带输送机也受这些杂物的威胁，这些金属杂物常常将皮带划伤、割破。矿石在管状皮带中受到轻微挤压，特别是在皮带包裹成管状过程中，这些金属构件棱角可能损伤皮带。为了防止矿石中金属构件对管状皮带的破坏，需要增加除铁装置。增加除铁装置后，很容易将矿石中钎杆、钎头、角钢、钢筋等除掉，保证管状皮带的安全运行。

矿石块度不能过大，应当与管径相匹配，矿石最大块度为管径的1/3。虽然管带机结构紧凑，体积较小，与之配套的巷道断面较小，但为了不影响管带机的安装和维修，巷道断面应充分考虑安装、维修的需要。特别是管带机的头部和尾部巷道断面要足够大。

管带机的皮带硫化连接及安装相对困难，需要足够的场地空间。如果管带机直通地表，问题还容易解决，如果完全在坑内，施工会增加难度。

管带机的结构与普通胶带运输机不同，所以，在不同使用条件下需要对结构、驱动力、刹车形式等作特殊设计，这一点完全不同于普通胶带机的标准化设计，这是管带机的技术难点，也是管带机推广 应用的难点。

四 结语

随着管带机技术不断进步，如驱动、控制、监测、皮带材料等方面的改进，管带机一定能在矿山普遍应用。无论露天矿还是坑内矿，管带机都能胜任输送矿石、废石任务，同等条件下管带机比普通胶带机更具优势。无论发展历史还是应用经验，今天的管带机应当是很成熟的输送设备。

[参考文献]

[1] 中国华电集团公司.中国华电工程（集团）有限公司.DG型系列管状带式输送机.

[2] 《采矿设计手册》编写委员会.采矿设计手册（4）矿山机械卷[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.

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