井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法与流程
本发明涉及煤矿井下运输的，具体涉及井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法。
背景技术：
1、随着掘进、综采设备的不断进步和效率越来越高，带式输送机也向大运量、高效率、大带宽方向发展。带式输送机运输能力提升 2～3 倍，原有带宽已不能满足使用要求，增大带宽势必占用巷道宽度，但很多中小型煤矿由于矿建成本一般巷道都很狭窄，尤其是老旧煤矿基本上不能扩建巷道，同时，现有的原煤与矸石运输皆通过同一皮带运输机进行运输，从而大大降低了生产能力。
2、以老旧矿井为例，现有的运输模式为将原煤由原煤仓依次运输至主运第二条单层带式输送机、主运第一条单层带式输送机、石门进仓单层带式输送机、23°主斜井单层带式输送机以及地面转载单层带式输送机，在地面转载带式输送机运输完毕后，进行煤矸分离。
3、上述运输方式下，单层带式输送机的额定生产能力一般为0.07-0.11mt/a，运输物料的额定生产能力较弱，同时，煤矸分离位于地面，需要将大块原煤运输出巷道，这无疑增加了带式运输机的负荷且存在一定的安全风险。
4、为此，我们提供井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，将传统的单层带式输送机升级为双层带式输送机，并将煤矸分离工序设置于煤矿井下，通过将煤矸分离置于井下并实现分层运输，降低因提升额定生产能力而需进行的扩建投资成本，充分利用现有巷道资源，从而显著提升了额定生产能力，预计达到2-2.4mt/a的额定生产能力，同时，无须将大块原煤直接运输出巷道，减少由于大块原煤运输而导致的带式输送机负荷较重且存在安全风险的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，包括：
3、双层带式输送机，该双层带式输送机安装于巷道内部且该双层带式输送机的运输层为两层，其中一层为运输原煤的原煤运输层而另一层为运输矸石的矸石运输层；
4、所述运输层下方设有深槽角四辊式托辊组，该托辊组为两侧对称式结构，该托辊组的一侧由外至内依次设有第一托辊以及第二托辊，所述第一托辊与水平面的夹角为60°，所述第二托辊与水平面的夹角为25°，保护机构设计于沿运输层直线方向的相邻两个托辊组之间。
5、上述结构将传统的单层带式输送机升级为双层带式输送机，并将煤矸分离工序设置于煤矿井下，通过将煤矸分离置于井下并实现分层运输，降低因提升额定生产能力而需进行的扩建投资成本，充分利用现有巷道资源，从而显著提升了额定生产能力，预计达到2-2.4 mt/a的额定生产能力，同时，无须将大块原煤直接运输出巷道，减少由于大块原煤运输而导致的带式输送机负荷较重且存在安全风险的问题。
6、作为上述方案的进一步优化，保护机构，所述保护机构包括安装在原煤运输层或矸石运输层下方的缓冲组件，所述缓冲组件包括位置固定的筒体，所述筒体的上方形成插入孔，所述插入孔内设有内衬套，所述内衬套的上表面形成环状的第一磁块，支撑件的部分组装至内衬套的内部，支撑件的顶面接触运输层的底面并随动运输层的振动作竖直方向的升降移动，所述支撑件上还安装有与第一磁块位于同一竖直面且磁性相斥配合的第二磁块以及第三磁块，所述第一磁块与第二磁块具有第一间隙，所述第一磁块以及第三磁块具有第二间隙，所述支撑件的顶面为贴合运输层底面的弧形结构。
7、在采用双层带式输送机的场景下，机身振动是影响设备正常运行的关键因素。鉴于输送机的启动、制动及空载工况并非长期持续，从避免共振的角度出发，本发明专注于对满载稳态工况进行共振避免设计。具体实现方式为，在其中一层运输层上安装缓冲组件，以降低该层运输层的振动频率，使得两层运输层的振动频率产生差异，从而有效避免共振现象的发生。此外，所设计的保护机构能够显著增强该层运输层的运输效能，确保其运输过程更加稳定可靠。
8、作为上述方案的进一步优化，所述保护机构还包括设置于缓冲组件下方的架体，该架体上表面中心处设固定筒体的嵌入孔，所述支撑件的下表面深入架体内腔并固定有第一调节轮且该第一调节轮的下表面下压有钢丝绳，所述第一调节轮的两侧皆设有转动连接于架体内部的第二调节轮，所述架体的两端皆安装有弹性件且上述钢丝绳的一端连接在弹性件上。
9、在采用磁性抗震结构的基础上，进一步通过调节轮与钢丝绳的组合设计，有效辅助增强了整体的抗震效果。具体而言，当运输层上的压力超过相斥磁力的抵抗能力时，支撑件会向下移动，并带动第一调节轮同步下移，进而下压钢丝绳。此过程中，弹性件提供的恢复力能够防止支撑件过度下移，显著提升了缓冲组件的缓冲效能。
10、作为上述方案的进一步优化，至少一个限位板安装于第二调节轮与弹性件之间，所述限位板的下表面设有限制钢丝绳穿过的限位孔，通过限位板限制上述钢丝绳的移动路径，防止其在振动过程中出现上下位置的偏移，从而确保了缓冲组件能够充分发挥其缓冲效果。
11、作为上述方案的进一步优化，所述弹性件包括安装在上述架体一端的第一调节部分以及第二调节部分，所述第一调节部分为圆环形状并在第一调节部分内部形成固定孔，在第一调节部分外表面形成有第一环形凸起，第二调节部分为圆柱形状并形成有深入固定孔内部的插接柱，所述插接柱外表面形成与第一环形凸起为配合结构的第二环形凸起，具有弹力的弹性环安装于固定孔内部且该弹性环位于上述插接柱的移动路径上，该弹性环的一端固定在固定孔内壁上而另一端连接插接柱。
12、该结构通过第一调节部分与第二调节部分的配合，搭配插接柱与固定孔的配合结构，确保了第二调节部分能够沿直线方向稳定移动。同时，在弹性环的作用下，该结构有效保证了弹性件的缓冲效能，在有限的空间范围内实现了高效的缓冲与稳定功能，进而显著提升了保护机构的缓冲效果。
13、作为上述方案的进一步优化，附加缓冲部件安装在上述弹性件与限位板之间，该附加缓冲部件底部设有限位滑槽，该附加缓冲部件与限位滑槽为滑动配合，且该附加缓冲部件具有一定重量，上述钢丝绳贯穿该附加缓冲部件且钢丝绳与附加缓冲部件为固定连接，所述附加缓冲部件与限位滑槽间设有第一气囊，所述弹性环的内部设有第二气囊且第一气囊与上述第二气囊连通。
14、在上述结构中，附加的缓冲部件能够进一步减轻运输过程中的冲击和震动，从而提升整体保护机构的稳定性。该缓冲部件特别设计了两个相互连通的气囊结构，从而为保护机构提供了额外的缓冲和减震效能。
15、作为上述方案的进一步优化，所述附加缓冲部件上开设有进气口，所述进气口内部安装有降噪棉，上述钢丝绳贯穿该降噪棉，所述架体上还安装有位于进气口移动路径的挡板，且该附加缓冲部件初始状态时，该挡板与上述进气口位置对应且挡板遮挡进气口。
16、上述降噪棉的设计，使得附加缓冲部件在提供缓冲效果的同时，还具备了噪音消减的能力。同时，挡板结构的巧妙设计，进一步增强了该附加缓冲部件的噪声消减效能。因此，该附加缓冲部件展现出两种功能状态：在常态下，它主要辅助保护机构，在自身重力的作用下，提升缓冲效果；而在移动状态下，它则同时提供缓冲和通过降噪棉吸收外界噪音的功能，展现出显著的消减噪声能力。
17、井下煤炭开采用带式输送机保护方法，该方法应用如上述任一技术方案所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置。
18、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，具备如下有益效果：
19、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，将传统的单层带式输送机升级为双层带式输送机，并将煤矸分离工序巧妙地设置于煤矿井下，实现了煤矸在井下的有效分离，还通过分层运输的方式，降低了因提升额定生产能力而需承担的扩建投资成本。此方案充分利用了现有的巷道资源，从而显著提升了额定生产能力，预计可达到2-2.4 mt/a。此外，由于无须再将大块原煤直接运输出巷道，有效减轻了带式输送机的负荷，并降低了由此带来的安全风险。
20、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，在双层带式输送机的应用场景中，机身振动是影响设备正常运行的关键因素。考虑到输送机的启动、制动及空载工况并非长期持续状态，本发明从避免共振的角度出发，专注于对满载稳态工况进行共振避免设计。具体实现方式为：在其中一层运输层上安装缓冲组件，以降低该层运输层的振动频率，使得两层运输层的振动频率产生差异，从而有效避免共振现象的发生。此外，所设计的保护机构显著增强该层运输层的运输效能，还能确保其运输过程更加稳定可靠。
21、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，在采用磁性抗震结构的基础上，进一步通过调节轮与钢丝绳的组合设计，有效增强了整体的抗震效果。具体而言，当运输层上的压力超过相斥磁力的抵抗能力时，支撑件会向下移动，并带动第一调节轮同步下移，进而下压钢丝绳。在此过程中，弹性件提供的恢复力能够防止支撑件过度下移，显著提升了缓冲组件的效能。此外，通过第一调节部分与第二调节部分的配合，以及插接柱与固定孔的配合结构，确保了第二调节部分能够沿直线方向稳定移动。同时，在弹性环的作用下，该结构有效保证了弹性件的缓冲效能，在有限的空间范围内实现了高效的缓冲与稳定功能，从而显著提升了保护机构的缓冲效果。
22、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，为进一步提升整体保护机构在运输过程中的稳定性，设计了附加的缓冲部件，以有效减轻冲击和震动。该缓冲部件特别采用了两个相互连通的气囊结构，为保护机构提供了额外的缓冲和减震效能。
23、本发明的井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，巧妙设计的降噪棉，赋予了附加缓冲部件在提供缓冲效果的同时，还具备了噪音消减的能力。同时，挡板结构的精妙设计，进一步增强了该附加缓冲部件的噪声消减效能。因此，该附加缓冲部件展现出两种功能状态：在常态下，它主要辅助保护机构，在自身重力的作用下，提升缓冲效果；而在移动状态下，它则同时发挥缓冲和通过降噪棉吸收外界噪音的双重功能，展现出显著的消减噪声能力。
24、参照后文的说明与附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式，应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
技术特征：
1.井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：所述支撑件（3）的顶面为贴合运输层（11）底面的弧形结构。
3.根据权利要求2所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：所述保护机构（2）还包括设置于缓冲组件（21）下方的架体（4），该架体（4）上表面中心处设固定筒体（211）的嵌入孔（41），所述支撑件（3）的下表面深入架体（4）内腔并固定有第一调节轮（35）且该第一调节轮（35）的下表面下压有钢丝绳（36），所述第一调节轮（35）的两侧皆设有转动连接于架体（4）内部的第二调节轮（42），所述架体（4）的两端皆安装有弹性件（43）且上述钢丝绳（36）的一端连接在弹性件（43）上。
4.根据权利要求3所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：至少一个限位板（5）安装于第二调节轮（42）与弹性件（43）之间，所述限位板（5）的下表面设有限制钢丝绳（36）穿过的限位孔（51）。
5.根据权利要求4所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：所述弹性件（43）包括安装在上述架体（4）一端的第一调节部分（431）以及第二调节部分（432），所述第一调节部分（431）为圆环形状并在第一调节部分（431）内部形成固定孔（433），在第一调节部分（431）外表面形成有第一环形凸起（434），第二调节部分（432）为圆柱形状并形成有深入固定孔（433）内部的插接柱（435），所述插接柱（435）外表面形成与第一环形凸起（434）为配合结构的第二环形凸起（436），具有弹力的弹性环（437）安装于固定孔（433）内部且该弹性环（437）位于上述插接柱（435）的移动路径上，该弹性环（437）的一端固定在固定孔（433）内壁上而另一端连接插接柱（435）。
6.根据权利要求5所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：附加缓冲部件（6）安装在上述弹性件（43）与限位板之间，该附加缓冲部件（6）底部设有限位滑槽（61），该附加缓冲部件（6）与限位滑槽（61）为滑动配合，且该附加缓冲部件（6）具有一定重量，上述钢丝绳（36）贯穿该附加缓冲部件（6）且钢丝绳（36）与附加缓冲部件（6）为固定连接。
7.根据权利要求6所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：所述附加缓冲部件（6）与限位滑槽（61）间设有第一气囊（62），所述弹性环（437）的内部设有第二气囊（438）且第一气囊（62）与上述第二气囊（438）连通。
8.根据权利要求7所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置，其特征在于：所述附加缓冲部件（6）上开设有进气口（63），所述进气口（63）内部安装有降噪棉（64），上述钢丝绳（36）贯穿该降噪棉（64），所述架体（4）上还安装有位于进气口（63）移动路径的挡板（65），且该附加缓冲部件（6）初始状态时，该挡板（65）与上述进气口（63）位置对应且挡板（65）遮挡进气口（63）。
9.井下煤炭开采用带式输送机保护方法，其特征在于：该方法应用如上述权利要求1-8中任一权利要求所述的井下煤炭开采用带式输送机保护装置。
技术总结
本发明公开了井下煤炭开采用带式输送机保护装置及方法，包括双层带式输送机，该双层带式输送机安装于巷道内部；运输层下方设有深槽角四辊式托辊组，该托辊组的一侧由外至内依次设有第一托辊以及第二托辊，保护机构设计于沿运输层直线方向的相邻两个托辊组之间。上述结构将传统的单层带式输送机升级为双层带式输送机，并将煤矸分离工序设置于煤矿井下，通过将煤矸分离置于井下并实现分层运输，降低因提升额定生产能力而需进行的扩建投资成本，充分利用现有巷道资源，从而显著提升了额定生产能力，预计达到2‑2.4 Mt/a的额定生产能力，同时，无须将大块原煤直接运输出巷道，减少由于大块原煤运输而导致的带式输送机负荷较重且存在安全风险的问题。
技术研发人员：李士杨,李纯照,李建书,王怀丰,武怀阳
受保护的技术使用者：淮南安能智控科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23