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1、管帶機(jī)使用條件
    (1)物料運(yùn)輸距離比較長(zhǎng)、自然地形陡峭、復(fù)雜；膠帶機(jī)沿途需要多次進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的復(fù)雜地形中布置。
    (2)輸送的物料對(duì)周圍環(huán)境具有一定污染性，如：煤炭、水泥、粉煤灰以及石灰石碎石等物料。
    (3)管帶機(jī)沿途環(huán)境要求比較高等。
2、管帶機(jī)特點(diǎn)
2.1優(yōu)點(diǎn)
    (1)可密閉輸送散狀物料
    物料在輸送過程中，不會(huì)灑落、泄漏：也不會(huì)產(chǎn)生粉塵。完全實(shí)現(xiàn)無污染輸送物料。
    (2)空間上可“任意”彎曲布置輸送線路
    管狀帶式運(yùn)輸機(jī)可以實(shí)現(xiàn)小半徑、三維空間轉(zhuǎn)彎，可繞過各種障礙物及設(shè)施——公路、鐵路、河流、村莊等——無需設(shè)中間轉(zhuǎn)運(yùn)站。
    (3)可提高輸送傾角
    管狀帶式運(yùn)輸機(jī)的輸送傾角可以達(dá)30°以上．大大縮短物料的運(yùn)輸距離、降低運(yùn)輸成本。
    (4)無跑偏現(xiàn)象
    管狀帶式運(yùn)輸機(jī)一般不會(huì)產(chǎn)生“跑偏”現(xiàn)象。
    (5)可雙向輸送物料
    管狀帶式運(yùn)輸機(jī)在特殊的工藝要求下．其下分支也可輸送物料，實(shí)現(xiàn)雙向輸送物料的目的。
    (6)廊道占地面積少
    在同等運(yùn)輸量的情況下．管狀帶式運(yùn)輸機(jī)廊道約是普通運(yùn)輸機(jī)的1/3，廊道占地面積少，設(shè)備安裝比較簡(jiǎn)單。
2.2缺點(diǎn)
    管狀帶式運(yùn)輸機(jī)單機(jī)造價(jià)略高：在帶速和帶寬相同的條件下，管狀帶式運(yùn)輸機(jī)輸送能力較低：對(duì)物料瞬間過載的承受能力較低；存在輸送帶的扭轉(zhuǎn)問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使輸送帶的邊緣進(jìn)入兩個(gè)托輥的間隙內(nèi)，造成輸送帶的損壞等。
3、青山寨石灰石礦山概況
    青山寨石灰石礦位于旬陽縣甘溪鎮(zhèn)。礦區(qū)地形中間高四周低，最高海拔標(biāo)高922.30m，最低標(biāo)高460m，地形坡角約300．地表溝谷呈樹枝狀．屬低山陡坡地形。植被較發(fā)育，溪流切割較深。
    石灰石破碎車間布置在礦山。破碎后的碎石運(yùn)輸進(jìn)廠有三種方案可選：第一是汽車裝車后沿約15km的鄉(xiāng)村公路直接運(yùn)輸進(jìn)廠。這條道路基本是沿旬河河岸輾轉(zhuǎn)。路面寬約4.Om左右，為泥結(jié)碎石路面。沿途要穿過旬陽北火車站、三個(gè)村莊、旬河、冷水河及一座隧道等設(shè)施，路況條件較差；生產(chǎn)安全無法保證；環(huán)境污染嚴(yán)重；同時(shí)礦車運(yùn)輸成本很高，也不利于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
    第二方案是用普通管帶機(jī)經(jīng)3個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)輸進(jìn)廠。由于膠帶輸送機(jī)沿途溝谷錯(cuò)綜復(fù)雜．自然地形起伏較大，地形坡度一般在300—40。，特別是在過冷水河處，溝兩側(cè)地形坡度平均在400左右，溝深約250m,溝寬90m上下。因此，膠帶輸送機(jī)輸送工況比較復(fù)雜。生產(chǎn)輸送環(huán)節(jié)多；管理比較復(fù)雜；膠帶機(jī)廊道開挖土石方工程量大：還要修建約920m的斜峒，施工難度較大、施工周期長(zhǎng)；對(duì)環(huán)境影響也較大。
    第三種方案就是使用一條管帶機(jī)直接運(yùn)碎石進(jìn)廠。這樣，其施工難度相對(duì)較小：生產(chǎn)管理也比較簡(jiǎn)單，對(duì)周圍環(huán)境影響最小。但其基建投資較大，而且在國內(nèi)、外水泥工廠的石灰石礦山應(yīng)用更為少見實(shí)。
    鑒于本項(xiàng)目碎石輸送諸“第一”的特殊情況，經(jīng)過多次與堯柏水泥有限公司領(lǐng)導(dǎo)及國內(nèi)外設(shè)備廠家交流與溝通及調(diào)研后，業(yè)主最后堅(jiān)定采用管帶機(jī)方案。
3.1當(dāng)?shù)貧庀髼l件
    本區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候。
    (1)氣溫
    年平均氣溫：15.4℃；
    極端最低氣溫：-9.6℃；
    極端最高氣溫：41.5℃。
    (2)濕度
    年平均相對(duì)濕度：80.00；
    日平均不大于：95%；
    月平均不大于：90%。
    (3)氣壓
    年平均氣壓：978.3MPa；
    年最高氣壓：980.8MPa;
    年最低氣壓：975.5MPa。
    (4)降雨量
    年平均降雨量：851.2mm．集中在7～9月份，8、9月份為汛期，常洪水成災(zāi)。
    日最大降雨量：122.5mm;
    年最大降雨量：1085.2mm。
    霜凍期10月至翌年3月。無霜期253天。
    (5)風(fēng)速、風(fēng)向
    年平均風(fēng)速：0.7m/s；
    最大風(fēng)速：16.0m/s：
    瞬間最大風(fēng)速：33.0m/s。
    (6)地震烈度
    地震烈度為Ⅵ度，地震波加速度：水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g。
3.2膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸物料特征
    石灰石礦山設(shè)計(jì)采礦能力175.4萬t/a，采用輪休工作制，年工作300天，每天2班，每班8h。
    物料：破碎后的石灰石碎石；
    物料粒度：0—75mm(占90%)；
    物料容重：1.45t/m3；
    抗壓強(qiáng)度：93.0-110.0MPa，平均為101.50MPa;
    物料溫度：常溫；
    物料濕度：1.0%。
3.3基本參數(shù)
    管徑：∮350；
    帶寬：1350mm;
    水平長(zhǎng)度：6 895.18m；
    總長(zhǎng)：7041.43m;
    提升高度：-383.7m;
    帶速：3.15m/s；
    額定輸送量：850t/h;
    最大輸送量：1 000t/h;
    電機(jī)功率：4x630kW(頭、尾均為雙變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng))；
    驅(qū)動(dòng)電壓：690V;
    拉緊方式：垂直重錘+液壓絞車組合拉緊（頭部布置）；
    平均填充率：57%，最大65%;
    鋼芯膠帶：帶強(qiáng)Srl2500_3.0( 8+6)；
    膠帶的總厚度：22mm;
    膠帶安全系數(shù)：8.23：
    驅(qū)動(dòng)滾筒直徑（表面鑄膠）：1250mm；
    圍包角≥190。：
    拉緊滾簡(jiǎn)直徑1000mm;
    圍包角≥180。：
    總投資：1.2億元。
3.4平面方向布置
    該管帶機(jī)在水平平面布置上．中間設(shè)有9個(gè)轉(zhuǎn)彎拐點(diǎn)（左6、右3），轉(zhuǎn)彎半徑350m~805m，水平轉(zhuǎn)角8.70~74.2a，曲線弧段長(zhǎng)33.35m—632.83m。管帶機(jī)水平轉(zhuǎn)彎極為復(fù)雜的地段位于拐點(diǎn)“D6”．“JD9”組成的一個(gè)“S”型水平轉(zhuǎn)彎角度為63.40和74.20．即管帶機(jī)下行從西康鐵路（含二線）的橋下穿過進(jìn)入旬河后又提升跨過216國道（見圖1），之后要繞過幾戶居民區(qū)。管帶機(jī)這一段的水平布置是目前世界上管帶機(jī)第一次實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜、反向、大角度水平轉(zhuǎn)彎布置（見圖2）。
3.5垂直方向布置
    在垂直方向上．管帶機(jī)整體運(yùn)輸高度-382.7m(其中，總提升高度259.8m，總下運(yùn)高度642.5m)，上坡坡度0~18.00；下坡坡度-3.9—-19.5°，共設(shè)有26條弧段（凹弧段14條、凸曲線12條），凹弧段半徑350.0—805.0m．弧長(zhǎng)20.5～196.9m．凸弧段半徑350.0一805.0m．弧長(zhǎng)21.5~219.6m；弧段之間的直線距離3.9~418.9m。尤其在穿冷水河段設(shè)計(jì)比較困難：管帶機(jī)先從高處以-18.0。/530.0m(坡度，水平長(zhǎng)度，下同)下行，之后0.00/280.0m水平運(yùn)行后又以18.00/260.0m上行后穿0.030/430.0m平峒(平峒長(zhǎng)320.0m)。
    為了克服管帶機(jī)穿冷水河處的困難、降低鋼結(jié)構(gòu)的高度，設(shè)計(jì)時(shí)，管帶機(jī)中心線斜交自然地形線，從而加長(zhǎng)了管帶機(jī)的水平長(zhǎng)度，避免出現(xiàn)管帶機(jī)廊道土石方大挖或過多的高支腿出現(xiàn)，有利地改善了管帶機(jī)的工況，避免了管帶機(jī)在此處出現(xiàn)“爆管”現(xiàn)象見圖3。
3.6膠帶機(jī)廊道
    管帶機(jī)露天布置，采用單側(cè)檢修通廊（在跨越公路、鐵路和河流及頭尾段時(shí)，采用雙側(cè)走道）。膠帶機(jī)鋼結(jié)構(gòu)廊道寬206m．平臺(tái)及露天棧橋兩側(cè)設(shè)有欄桿。鋼桁架頂部全程采用大波紋壓型彩板密封，彩板下面布置電纜橋架。立柱采用混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)面高出地面30cm，共設(shè)立柱295根（組），最大棧橋跨度63m(跨216國道)．最大鋼支柱高度68m多（過冷水河處）。
3.7主要部件
    (1)托輥
    管帶機(jī)管狀段采用雙三變形專用托輥組，在膠帶機(jī)的頭尾及轉(zhuǎn)彎段設(shè)置角度可調(diào)的導(dǎo)向托輥和糾偏托輥。托輥外徑∮=133mm．軸承4G306。
    (2)清掃裝置
    工作面清掃器采用聚胺脂復(fù)合材料的新型結(jié)構(gòu)清掃器，其磨擦系數(shù)低、防腐蝕、防斷裂、不會(huì)傷及皮帶，有利于保護(hù)鋼繩芯膠帶，具有安全性。并在頭部設(shè)置了轉(zhuǎn)刷清掃器，進(jìn)一步提高清掃質(zhì)量。
    非工作面清掃器同樣采用采用聚胺脂復(fù)合材料的二級(jí)V型清掃器，為了防止拉緊滾筒粘結(jié)，在其前設(shè)一級(jí)V型非工作面清掃器。
    (3)拉緊裝置
    拉緊裝置采用垂直重錘+液壓絞車組合拉緊，布置在膠帶機(jī)的頭部附近。
    (4)保護(hù)裝置
    本輸送機(jī)保護(hù)裝置包括：地址編碼型拉繩開關(guān)、地址編碼型跑偏開關(guān)、溜槽堵塞檢測(cè)器、縱向撕裂檢測(cè)器、料流檢測(cè)器、聲光報(bào)警裝置和帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)儀等，它們承擔(dān)著本輸送機(jī)及上下游設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集和檢測(cè)任務(wù)，通過光纖傳輸信號(hào)和沿線8組Rl0箱．保證了其采集和檢測(cè)信號(hào)的正確．性和靈敏度，并切實(shí)提高了監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。啟動(dòng)前．沿線每隔200m的聲光報(bào)警裝置發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)30s，提醒沿線檢修人員注意即將啟動(dòng)：運(yùn)行后如發(fā)現(xiàn)異常情況，沿線任意位置地址編碼型拉繩開關(guān)或跑偏開關(guān)動(dòng)作動(dòng)作，中控室即刻就知道動(dòng)作位置和故障發(fā)生地點(diǎn)。
    管帶機(jī)全程采用防雨防護(hù)。頂面設(shè)置罩、底面過公路和鐵路部分設(shè)置截料板，防止物料飛濺造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
    (5)防腐與油漆
    為了防止鋼結(jié)構(gòu)等生銹、腐蝕，鋼結(jié)構(gòu)焊接為成品后，首先采用噴砂預(yù)處理，其除銹質(zhì)量必須達(dá)到Sa2 1/2級(jí)。為確保表面處理的質(zhì)量和提高漆膜的附著力．用作表面處理的鋼球或砂粒的直徑不得大于1mm，以保證處理后的表面既有一定的粗糙度，但粗糙度又不大于100。底漆采用環(huán)氧富鋅底漆，中間層采用環(huán)氧云母氧化鐵，面漆為氯化橡膠樹脂漆。每層漆噴一到三遍，保證環(huán)氧富鋅底漆厚度60um．環(huán)氧云母氧化鐵厚度80um，氯化橡膠樹脂漆厚度80um。漆膜總厚度不小于220um。
3.8  電氣控制、監(jiān)控系統(tǒng)
    本管帶機(jī)總長(zhǎng)比較長(zhǎng)，采用多臺(tái)變頻電機(jī)頭、尾(頭2、尾2)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。
    驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用“S”形曲線啟動(dòng)，保證膠帶機(jī)啟動(dòng)更平穩(wěn)；同時(shí)，膠帶機(jī)的停車過程將通過變頻器可控停車。啟動(dòng)時(shí)間不小于90s。
    電氣控制系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)及其光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)及ROFIBUS DPP現(xiàn)場(chǎng)總線及其光纖網(wǎng)絡(luò)。
    (1)控制系統(tǒng)
    控制系統(tǒng)具有良好的開放性、互連性。控制系統(tǒng)及綜合安全保護(hù)裝置對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)行過程進(jìn)行故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警等控制功能。
    (2)監(jiān)控系統(tǒng)
    監(jiān)控系統(tǒng)采用中央控制級(jí)(CCL)、現(xiàn)地控制單元(LCU)和遠(yuǎn)程I/O單元(RIO)三級(jí)分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3.9設(shè)計(jì)原則
    由于本輸送機(jī)水平線路和斷面線路十分復(fù)雜，為防止膠帶運(yùn)行過程中出現(xiàn)爆管、撒料和超過許可的扭曲、扁管、塌帶等現(xiàn)象出現(xiàn)，在管帶機(jī)平面和立面線路中，應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則：
    (1)在系統(tǒng)總體布置設(shè)計(jì)上，盡量加大水平轉(zhuǎn)彎半徑，減少轉(zhuǎn)彎角度，同時(shí)對(duì)稱布置水平轉(zhuǎn)彎弧段，保證總體上管帶左右兩側(cè)的張力基本相等：
    (2)對(duì)于特殊復(fù)雜地形，上述條件不能滿足時(shí)，盡量使大轉(zhuǎn)彎角度的水平轉(zhuǎn)彎弧段遠(yuǎn)離頭部，盡量使大轉(zhuǎn)彎角度的水平轉(zhuǎn)彎弧段為單一弧段：
    (3)以上條件不能滿足，必須布置復(fù)合轉(zhuǎn)彎弧段時(shí)，使凸弧段包含在水平轉(zhuǎn)彎弧段中，凹弧段可不受限制；
    (4)在復(fù)雜地形布置情況下，盡量在接近頭部位置采用一段凹弧段，以利膠帶的穩(wěn)定和糾正扭曲。
    (5)在水平轉(zhuǎn)彎弧段，布置平底和尖底組合的六邊形托輥組：
    (6)在水平轉(zhuǎn)彎弧段，布置擋邊專用輥?zhàn)樱?br />     (7)在長(zhǎng)距離、大運(yùn)量管帶機(jī)膠帶、功率選型時(shí)，以盡量選用低強(qiáng)度、低橫向剛度膠帶為宜。
3.10設(shè)計(jì)中幾個(gè)難點(diǎn)
    (1)在平面線路布置設(shè)計(jì)中，在距頭部3km位置，管帶機(jī)需斜跨200m寬的漢江，并同肘下穿西康鐵路橋和正在建設(shè)的鐵路復(fù)線，剛過漢江，又需盡快提升并跨過216國道，之后再繞過幾戶居民區(qū)，這一段工況相當(dāng)復(fù)雜，不可避免地出現(xiàn)60.43°與74°組合的的“S”轉(zhuǎn)彎，同時(shí)與立面-18°~14°上下行出現(xiàn)的大角度凹凸弧組合，對(duì)管帶機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行十分不利。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)前述的設(shè)計(jì)原則，盡量對(duì)稱布置水平轉(zhuǎn)彎，盡量加大轉(zhuǎn)彎半徑，此位置采用了水平轉(zhuǎn)彎半徑350～805m．立面轉(zhuǎn)彎也采用了350-805m的轉(zhuǎn)彎半徑，同時(shí)適當(dāng)減少了托輥間距．保證了在此段膠帶的穩(wěn)定運(yùn)行。
    (2)在膠帶機(jī)的縱平面設(shè)計(jì)中，過冷水河段的工況最為惡劣。該處溝深約250m。膠帶機(jī)以-180的坡度下行經(jīng)冷水河一段平段后就又以180坡度上行。由于膠帶機(jī)坡度比較陡，同時(shí)上、下行坡長(zhǎng)又比較長(zhǎng)而中間平段卻很短。因此，膠帶機(jī)最有可能在此段發(fā)生“爆管”情況。為了改善膠帶機(jī)的工作工況，設(shè)計(jì)肘，特意提高了膠帶機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)高（此處的鋼桁架跨度分別為30.7m和45.0m，土建基礎(chǔ)為5m左右，鋼支柱的高度達(dá)68.5m。由于此鋼支柱很重，需要的大型起吊設(shè)備進(jìn)入此段現(xiàn)場(chǎng)難度很大。在設(shè)備安裝時(shí)，此處所需工期最長(zhǎng)。
    (3)在在尾部膠帶成形5組托輥開始就出現(xiàn)了39.47。的水平轉(zhuǎn)彎，并同時(shí)伴隨-19.50的下運(yùn)．膠帶極易發(fā)生扭曲，并導(dǎo)致回程帶進(jìn)入展開段時(shí)發(fā)生嚴(yán)重跑偏，甚至膠帶無法展開。為此在布置托輥組時(shí)，有意使托輥組安裝板向膠帶扭曲相反方向傾斜．并在展開段設(shè)置展帶輥組，引導(dǎo)回程膠帶跑正。
4、結(jié)語
    經(jīng)過天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、四川自貢運(yùn)輸機(jī)械有限公司以及堯柏特種水泥有限公司的所有參建工程技術(shù)人員的大量辛勤工作，這條總投資12億元、“目前世界上輸送量最大、運(yùn)輸工況最為復(fù)雜、亞潮第一長(zhǎng)度”的管狀帶式運(yùn)輸機(jī)，經(jīng)歷了18個(gè)月的緊張施工，終于在2009年11月11日一次性重載試車成功。
    經(jīng)過近一年多的生產(chǎn)運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠、效率高、噪音低、無揚(yáng)塵、不擾民、無污染，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到合同的規(guī)定——滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。
    4000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的管帶機(jī)的正常投入使用，標(biāo)志著我國管帶機(jī)從線路定線、設(shè)計(jì)理念、設(shè)備制造、電氣控制、現(xiàn)場(chǎng)施工、安裝水平達(dá)到了一個(gè)新的水平，也奠定了我國在管帶機(jī)領(lǐng)域在世界上占有一席之地。
    管帶機(jī)特別適宜自然地形條件十分復(fù)雜、環(huán)境條件要求特別苛刻的碎物料輸送：前期投入可能稍大些（也不是絕對(duì)的，投資會(huì)因項(xiàng)目的具體情況而定），但可以大大降低生產(chǎn)運(yùn)輸成本、可以美化運(yùn)輸環(huán)境、減少運(yùn)輸廊道占地面積。目前其投資水平基本能夠適宜中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，尤其是國家在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、創(chuàng)造和諧社會(huì)的大背景下其發(fā)展前景會(huì)更力光明。特別是跟公司這條“世界級(jí)“管帶機(jī)的投產(chǎn)使用更是為我國長(zhǎng)距離碎物料的運(yùn)輸提供了一條新的途徑。