三驅動長距離可伸縮式膠帶輸送機研究及應用

孫 祿

（西山煤電集團公司 屯蘭礦，山西 古交 030206）

膠帶輸送機是井下巷道中廣泛使用的一種連續動作式輸送設備，特別是大型現代化礦井，井下運煤已實現機械化，膠帶輸送機具有運行速度快、能力大等優點。西山煤電集團公司屯蘭礦北一下組煤膠帶巷現安裝膠帶輸送機長度為1648m，由兩個驅動裝置進行驅動，電機總功率為2×315kW，機尾在28116底抽巷開口處。隨著北一下組煤28116工作面的回采以及28118工作面的掘進，現北一下組煤膠帶運輸系統已無法滿足生產要求，需要延長455m，將機尾延伸至北一膠帶巷巷道停頭處，延長后總長2103m.

1 膠帶輸送機延伸后功率核算

膠帶輸送機延伸后所需的電動機功率計算。

已知條件：輸送物料原煤，γ=1t／m3，X=0.3m；輸送量Q=1800t／h；輸送長度L=2103m；輸送傾角β=0°；工作環境：皮帶機位于煤礦井下；帶速V=3.5m／s；帶寬B=1200mm；托輥：qt=22kg／m.

由公式F=GNflg［qt+（2q0+q）cosβ］gqH式中：

CN—附加阻力系數，取1.05；

f—運行阻力系數，取0.03；

qt—承載，回空托輥組轉動部分單位長度的質量，kg／m；

q—輸送物料單位長度的質量，kg／m；

q0—輸送帶單位長度的質量，kg／m；

H—輸送高度，m.

膠帶輸送機驅動系統現采用雙滾筒雙電機傳動方式，每套驅動裝置由電動機、減速器等組成。根據該驅動系統的特性，雙滾筒傳動的功率配比為1∶1，所以目前所采用的兩臺防爆電機2×315kW，無法滿足膠帶輸送機延伸要求，因此需對膠帶輸送機的驅動系統進行改造，增加一套中驅動設備，包括中驅動與相應變頻器、濾波器，即為SSJ-12003×315型帶式輸送機，從而滿足2103m的長距離原煤運輸。

2 輸送機工作原理

SSJ-12003×315型帶式輸送機主要由膠帶、卸載滾筒，驅動滾筒、儲帶裝置、拉緊裝置、中驅動滾筒、托輥、機尾等幾部分組成，見圖1.

圖1 SSJ-12003×315型帶式輸送機原理圖

膠帶繞經卸載滾筒、驅動滾筒、儲帶裝置、中驅動滾筒、機尾滾筒后，用膠帶卡子或硫化方法，將兩頭接在一起，使之成為閉環結構。膠帶由上、下托輥支承，由拉緊裝置將膠帶拉緊，具有一定的張力。當驅動滾筒中、驅動滾筒被電動機帶動而旋轉時，借助于驅動滾筒與膠帶之間的摩擦力帶著膠帶連續運轉，從而將裝到膠帶上的貨載從卸載滾筒處卸載。

機尾可根據生產需要進行延伸或回縮到一定位置后，用地錨固定或做混凝土基礎。

3 輸送機的供電要求及中驅動位置

為保證膠帶輸送機供電可靠性，用一臺1250 kVA移變同時向膠帶輸送機3臺電機供電。機頭位置、中驅動位置及供電設備布置，見圖2.

圖2 北一下組煤膠帶輸送機及供電設備布置圖

由于該膠帶輸送機原采用變頻器調速，增加中驅動后也采用變頻器調速裝置，最好的解決方式是將中驅動放置于整個皮帶機的中部附近位置。但目前該礦所用的變頻器正常使用需要滿足以下3點要求：

1）相鄰變頻器之間的距離不超過150m，如果距離超過規定，普通的功率平衡線的壓降增加、容抗增大導致無法實現3臺變頻器的功率平衡。必須增加光纖等控制模塊，資金投入較大。

2）變頻器與電機之間的距離不超過50m，如果距離超過規定，容易引起電機線圈燒壞事故。

3）中驅動最好位于膠帶輸送機的平段處，安裝方便同時便于今后維修運輸。

為同時滿足以上3點要求，并綜合考慮膠帶的張力，功率平衡、經濟等實際因素，經過技術論證，并通過實地調研，將中驅動硐室置于距北一膠溜煤眼105 m處，順煤溜方向的左側，從而保證3臺變頻器功率平衡。

4 經濟效益

采用中驅動變頻拖動后，滿足了北一下組煤原煤運輸任務及輸送機驅動系統的科學合理的布置，既滿足了后續工作面的回采工作又保證了中驅驅動裝置能夠可靠運行。沒有采用價格昂貴的光纖連接的方式保證3臺變頻器的功率平衡，而是合理地選擇中驅動硐室的位置，保證了相鄰變頻器之間的距離不超過150m，這樣便可以選用普通功率平衡線，保證3臺驅動裝置的功率平衡問題，節約了光纜、光纖擴展卡等4萬元費用，同時輸送機維修量大幅下降，減少了工人的勞動強度。

5 推廣應用情況及前景

我國是煤炭資源大國，隨著各礦井向高產、高效、大型化、自動化方面的發展，對于膠帶運輸系統的安全可靠性提出了更高的要求。三驅動長距離可伸縮式膠帶輸送機解決了我礦集中運煤巷原煤長距離運輸問題，保證了該礦原煤產量的順利完成。由于采用變頻器多點驅動功率平衡技術，減少了設備故障率，降低了膠帶輸送機維護量，減輕了工人勞動強度，在技術上具有一定的先進性，適用于類似工作面及原煤運輸系統。

［1］毛 君.煤礦固定機械及運輸設備［M］.北京：炭工業出版社，2006：50-71

［2］于學謙.礦山運輸機式械［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1998：174-181

［3］中華人民共和國煤炭工業部.MT／T 467—1996煤礦用帶式輸送機設計計算［S］.北京：中國標準出版社，1997：361-369.