帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸能力大、適應(yīng)地勢(shì)起伏、易于生產(chǎn)自動(dòng)化管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已是輸送散狀物料最重要的輸送設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、礦山、港口、建材等領(lǐng)域，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機(jī)己成為煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。
    由于礦區(qū)理想的工程建設(shè)用地日趨緊張，一些地面皮帶運(yùn)輸線路將不可避免地穿越采空（動(dòng)）區(qū)上方；而運(yùn)輸線路下方煤層的開采，必然引起采空區(qū)上方地表的移動(dòng)和變形，從而對(duì)皮帶運(yùn)輸線路產(chǎn)生危害，直接威脅線路的安全運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致倒架、斷帶等嚴(yán)重安全事故。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于開采沉陷對(duì)帶式輸送機(jī)線路影響問題的文獻(xiàn)不多，研究較少，沒有適用的定量化的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要建立帶式輸送機(jī)系統(tǒng)科學(xué)適用的采動(dòng)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，為線路的安全設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障。
1、帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式的特點(diǎn)
    帶式輸送機(jī)主要是靠膠帶運(yùn)輸、靠棧橋支撐，就帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)本身來(lái)看，形態(tài)上類似于線狀
地物（管線、鐵路、高速路）和高聳構(gòu)筑物（煙囪、水塔、高層建筑）；就開采沉陷的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，帶式輸送機(jī)即同于線狀地物也不同于高聳構(gòu)筑物，它應(yīng)是柔性線狀連接的高聳構(gòu)筑物，即塔線地物。帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)具有以下明顯的特點(diǎn)：
    (1)膠帶是柔性構(gòu)件，本身具有一定的延性且系統(tǒng)安裝有變形調(diào)節(jié)裝置（即拉緊裝置），可在平面內(nèi)及垂面內(nèi)自由移動(dòng)，對(duì)地表移動(dòng)與變形有一定的適應(yīng)能力；同時(shí)膠帶在帶式輸送機(jī)中既是貨物的承載機(jī)構(gòu)，又是帶式輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)，在平面內(nèi)偏離機(jī)架中心線的偏距及相鄰?fù)休侀g垂面上的垂度都有一定的限值，超限運(yùn)行就會(huì)危及安全。
    (2)棧橋在采動(dòng)地表相隔一定距離離散分布，棧橋基礎(chǔ)面積相對(duì)較小，一般作成整體塊狀基礎(chǔ)、鋼筋混凝土箱形基礎(chǔ)等，能夠提供足夠的整體強(qiáng)度與剛度來(lái)抵抗破壞，也可在采動(dòng)過(guò)程中予以加固。
    (3)棧橋通過(guò)中間架、托輥與膠帶靜定結(jié)構(gòu)形式連接，可在支架基座上設(shè)調(diào)節(jié)裝置來(lái)滿足膠帶線性與轉(zhuǎn)折角要求，水平移動(dòng)和傾斜的調(diào)節(jié)量可分次實(shí)施以確保工藝需求。
2、帶式輸送機(jī)破壞與地表變形的關(guān)系
    帶式輸送機(jī)屬于特殊構(gòu)筑物，可以看成是柔性線狀連接的高聳構(gòu)筑物，其采動(dòng)影響實(shí)質(zhì)上是一個(gè)輸送線路上棧橋與膠帶的采動(dòng)損壞問題，具有特殊性。這種類型地物的采動(dòng)影響結(jié)果，既與地表的移動(dòng)變形有關(guān)，又與棧橋、膠帶的結(jié)構(gòu)和作用有關(guān)，是地表采動(dòng)變形影響與棧橋、膠帶協(xié)調(diào)變彤相互作用的過(guò)程。
2.1棧橋的變形破壞
    棧橋既是采動(dòng)變形體，又是上部輸送帶變形的采動(dòng)傳載體，因此棧橋變形對(duì)整個(gè)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。棧橋采用獨(dú)立基礎(chǔ)，底面積比較小，在采動(dòng)引起的各種地表變形影響下，地表的傾斜變形影響是棧橋安全性的主要因素，特別是當(dāng)棧橋高度較大時(shí)，傾斜變形是棧橋穩(wěn)定性的最敏感參量，在地表產(chǎn)生傾斜時(shí)，棧橋?qū)㈦S之發(fā)身傾斜，引起其重心的偏移，因而改變了原結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，當(dāng)棧橋截面強(qiáng)度不足時(shí)，甚至導(dǎo)致破壞或失穩(wěn)倒塌。
2.2膠帶的變形破壞
    膠帶的移動(dòng)變形主要取決于各個(gè)支撐點(diǎn)（即棧橋）的相互影響與協(xié)同作用關(guān)系。因此，棧橋間不同的移動(dòng)變形量（下沉、水平移動(dòng)、傾斜）將引起膠帶不同的變形破壞。
    (1)下沉
    棧橋間不均勻沉降會(huì)引起輸送帶運(yùn)輸坡度變化，特別是對(duì)于斜坡地段的皮帶運(yùn)輸，坡度的加大會(huì)使物料與輸送帶間及物料與物料間的摩擦力不足（即傾角大于摩擦角），物料將下滑滾動(dòng)而灑落，影響輸送機(jī)正常的工作，降低運(yùn)輸能力和生產(chǎn)效率。
    (2)水平移動(dòng)
    縱向水平移動(dòng)將改變膠帶的張力，膠帶張力增大，將導(dǎo)致膠帶拉伸過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)甚至使膠帶撕裂、鑿拾、破壞和撕破；膠帶張力減小，將引起膠帶線路的弧垂過(guò)大，影響膠帶正常運(yùn)科，還會(huì)使膠帶和接筒之間摩擦力不夠，出現(xiàn)膠帶打滑。橫向水平移動(dòng)的影響更大，橫向水平移動(dòng)將使機(jī)架偏離帶式輸送機(jī)中心線，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)膠帶跑偏問題，嚴(yán)重影響物料的穩(wěn)定運(yùn)輸，降低輸送帶的使用壽命。
    (3)傾斜
    棧橋間的不同步傾斜使托輥（調(diào)心托輥和過(guò)渡托輥除外）上表面不位于同一平面或不在一個(gè)公共半徑的弧面上（輸送機(jī)凹弧段和凸弧段），從而導(dǎo)致膠帶扭曲，加大膠帶運(yùn)輸阻力，減低帶式輸送機(jī)的工作效率，增大膠帶的磨損度，縮短膠帶的使用壽命：也會(huì)使輸送帶和煤在托輥組上運(yùn)行時(shí)，由于重力等因素的作用，向機(jī)架低的一側(cè)跑偏。
3、帶式輸送機(jī)變形要求
3.1棧橋變形要求
    棧橋基礎(chǔ)小，高度大，屬于塔性地物，該類構(gòu)筑物主要是對(duì)傾斜變形具有嚴(yán)格的要求。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》，對(duì)于類似塔線地物索道，在采用整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)時(shí)，地表極限傾斜變形值為12Imn／m。皮帶走廊相對(duì)于索道抗變形能力要強(qiáng)，而且更容易維修，因此棧橋的最大傾斜允許值可設(shè)定為12mm/m。
3.2皮帶變形要求
    (1)張緊行程要求
    帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)中規(guī)定：拉緊裝置皮帶張緊行程不超過(guò)帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度的1.5%；輸送帶在相鄰?fù)休侀g的下垂度一般不超過(guò)托輥間距的2.5%。因此，對(duì)于采動(dòng)引起棧橋間沿線路縱向不均勻水
    (2)中心線直線度要求
    對(duì)于采動(dòng)引起棧橋間沿線路橫向不均勻水平移動(dòng)，《煤礦用帶式輸送機(jī)技術(shù)條件》中規(guī)定：直線段機(jī)架中心線直線度不大于表l的規(guī)定，并應(yīng)保證在任意25m內(nèi)的偏差不大于4mm。
4、安全性評(píng)價(jià)
4.1地質(zhì)采礦條件
    某礦A擬采用運(yùn)輸能力大、適應(yīng)地形地勢(shì)起伏變化的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式對(duì)外運(yùn)煤，系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了5條長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)，全長(zhǎng)13. 5km，整體下運(yùn)，上、下落差達(dá)385m，年輸煤能力8 Mt/a，其中，該運(yùn)輸線路有約5. 5km途徑相鄰礦井B的采動(dòng)區(qū)上方。煤礦B主采煤層8。煤，該煤層厚度變化較大，平均煤厚8. 29m，煤層傾角3—40，采用綜采放頂煤開采，全陷法管理頂板。受地面村莊、水體等壓煤影響，井下開采條件也有較大的區(qū)別，既有全陷開采，又有限厚開采。
4.2采動(dòng)變形影響分析
    線路所經(jīng)煤礦B對(duì)其有影響的開采工作面大部分正在或?qū)⒁�開采，可以預(yù)見，在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，運(yùn)輸系統(tǒng)擬建區(qū)地表都將受到煤礦B的采動(dòng)影響。經(jīng)預(yù)計(jì)，系統(tǒng)經(jīng)煤礦B的三段帶式輸送機(jī)的損壞等級(jí)分別為Ⅳ、Ⅳ、ⅡI級(jí)，其具體移動(dòng)變形值詳見表2。對(duì)過(guò)采動(dòng)區(qū)的三段皮帶運(yùn)輸機(jī)預(yù)計(jì)變形結(jié)果與皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了對(duì)比分析，見表3。
    由表可以看出，三段皮帶運(yùn)輸機(jī)在受到煤礦B開采影響后，無(wú)論是最大傾角還是皮帶張緊行程都能夠滿足安全生產(chǎn)要求，但機(jī)架中心線直線度不滿足長(zhǎng)距離直線段機(jī)架中心線直線度要求，且任意25m內(nèi)機(jī)架中心線直線度的偏差也偏大，建議三段皮帶運(yùn)輸機(jī)盡量采用可彎曲皮帶。
4.3地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
    目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)采煤沉陷區(qū)建設(shè)過(guò)程中的地基穩(wěn)定性方面開展了大量的研究工作，對(duì)采空區(qū)上方新建建（構(gòu)）筑物的地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)已經(jīng)形成了比較成熟的評(píng)價(jià)體系。根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)資料及第四系松散層厚度，帶式輸送系統(tǒng)新建建（構(gòu)）筑物的最大荷載影響深度經(jīng)計(jì)算為13m，煤礦B井下8#煤開采垮落裂縫帶的最大發(fā)育高度經(jīng)計(jì)算為210m，兩者之和為235. 5m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該區(qū)域煤層最小采深360m。因此，擬建工程新建建（構(gòu)）筑物的建筑荷載不會(huì)使采空區(qū)再次發(fā)生較大不均勻沉降。
    由上述分析可以看出，該皮帶運(yùn)輸線路過(guò)煤礦B采動(dòng)區(qū)時(shí)，若能選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，采取相應(yīng)的抗變形技術(shù)措施，是完全可以實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸線路的架設(shè)和安全運(yùn)行。
5、結(jié)論
    (1)帶式輸送機(jī)是柔性線狀連接的高聳構(gòu)筑物，屬于塔線地物，其采動(dòng)影響既與地表的移動(dòng)變形有關(guān)，又與塔線的結(jié)構(gòu)和作用有關(guān)，是地表采動(dòng)變形影響與塔、線協(xié)調(diào)變形相互作用的過(guò)程。
    (2)棧橋?qū)儆邳c(diǎn)性地物（高聳構(gòu)筑物），底面積比較小，傾斜變形是棧橋穩(wěn)定性的最敏感參量，帶式輸送機(jī)線路中棧橋在采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)時(shí)極限傾斜變形值為12.0mm/m。
    (3)膠帶屬于線形地物，其移動(dòng)變形主要取決于各個(gè)支撐點(diǎn)（即棧橋）的相互影響與協(xié)同作用關(guān)系，其變形要求主要有三方面：坡度要求、張緊行程要求、中心線直線度要求。
    (4)帶式輸送機(jī)過(guò)采空（動(dòng)）區(qū)上方安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容，主要包括線路的采動(dòng)影響分析和地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。對(duì)系統(tǒng)過(guò)采空（動(dòng)）區(qū)部分應(yīng)采取一定的抗變形技術(shù)措施，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與維修。