三驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)距離可伸縮式膠帶輸送機(jī)研究及應(yīng)用

孫 祿

（西山煤電集團(tuán)公司 屯蘭礦，山西 古交 030206）

膠帶輸送機(jī)是井下巷道中廣泛使用的一種連續(xù)動(dòng)作式輸送設(shè)備，特別是大型現(xiàn)代化礦井，井下運(yùn)煤已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，膠帶輸送機(jī)具有運(yùn)行速度快、能力大等優(yōu)點(diǎn)。西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦北一下組煤膠帶巷現(xiàn)安裝膠帶輸送機(jī)長(zhǎng)度為1648m，由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電機(jī)總功率為2×315kW，機(jī)尾在28116底抽巷開(kāi)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(jìn)，現(xiàn)北一下組煤膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)已無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，需要延長(zhǎng)455m，將機(jī)尾延伸至北一膠帶巷巷道停頭處，延長(zhǎng)后總長(zhǎng)2103m.

1 膠帶輸送機(jī)延伸后功率核算

膠帶輸送機(jī)延伸后所需的電動(dòng)機(jī)功率計(jì)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(zhǎng)度L=2103m；輸送傾角β=0°；工作環(huán)境：皮帶機(jī)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(shù)，取1.05；

f—運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.03；

qt—承載，回空托輥組轉(zhuǎn)動(dòng)部分單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg／m；

q—輸送物料單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg／m；

q0—輸送帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg／m；

H—輸送高度，m.

膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)采用雙滾筒雙電機(jī)傳動(dòng)方式，每套驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器等組成。根據(jù)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性，雙滾筒傳動(dòng)的功率配比為1∶1，所以目前所采用的兩臺(tái)防爆電機(jī)2×315kW，無(wú)法滿(mǎn)足膠帶輸送機(jī)延伸要求，因此需對(duì)膠帶輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加一套中驅(qū)動(dòng)設(shè)備，包括中驅(qū)動(dòng)與相應(yīng)變頻器、濾波器，即為SSJ-12003×315型帶式輸送機(jī)，從而滿(mǎn)足2103m的長(zhǎng)距離原煤運(yùn)輸。

2 輸送機(jī)工作原理

SSJ-12003×315型帶式輸送機(jī)主要由膠帶、卸載滾筒，驅(qū)動(dòng)滾筒、儲(chǔ)帶裝置、拉緊裝置、中驅(qū)動(dòng)滾筒、托輥、機(jī)尾等幾部分組成，見(jiàn)圖1.

圖1 SSJ-12003×315型帶式輸送機(jī)原理圖

膠帶繞經(jīng)卸載滾筒、驅(qū)動(dòng)滾筒、儲(chǔ)帶裝置、中驅(qū)動(dòng)滾筒、機(jī)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(huán)結(jié)構(gòu)。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(dāng)驅(qū)動(dòng)滾筒中、驅(qū)動(dòng)滾筒被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，借助于驅(qū)動(dòng)滾筒與膠帶之間的摩擦力帶著膠帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將裝到膠帶上的貨載從卸載滾筒處卸載。

機(jī)尾可根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行延伸或回縮到一定位置后，用地錨固定或做混凝土基礎(chǔ)。

3 輸送機(jī)的供電要求及中驅(qū)動(dòng)位置

為保證膠帶輸送機(jī)供電可靠性，用一臺(tái)1250 kVA移變同時(shí)向膠帶輸送機(jī)3臺(tái)電機(jī)供電。機(jī)頭位置、中驅(qū)動(dòng)位置及供電設(shè)備布置，見(jiàn)圖2.

圖2 北一下組煤膠帶輸送機(jī)及供電設(shè)備布置圖

由于該膠帶輸送機(jī)原采用變頻器調(diào)速，增加中驅(qū)動(dòng)后也采用變頻器調(diào)速裝置，最好的解決方式是將中驅(qū)動(dòng)放置于整個(gè)皮帶機(jī)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(mǎn)足以下3點(diǎn)要求：

1）相鄰變頻器之間的距離不超過(guò)150m，如果距離超過(guò)規(guī)定，普通的功率平衡線的壓降增加、容抗增大導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)3臺(tái)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(jī)之間的距離不超過(guò)50m，如果距離超過(guò)規(guī)定，容易引起電機(jī)線圈燒壞事故。

3）中驅(qū)動(dòng)最好位于膠帶輸送機(jī)的平段處，安裝方便同時(shí)便于今后維修運(yùn)輸。

為同時(shí)滿(mǎn)足以上3點(diǎn)要求，并綜合考慮膠帶的張力，功率平衡、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)論證，并通過(guò)實(shí)地調(diào)研，將中驅(qū)動(dòng)硐室置于距北一膠溜煤眼105 m處，順煤溜方向的左側(cè)，從而保證3臺(tái)變頻器功率平衡。

4 經(jīng)濟(jì)效益

采用中驅(qū)動(dòng)變頻拖動(dòng)后，滿(mǎn)足了北一下組煤原煤運(yùn)輸任務(wù)及輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的科學(xué)合理的布置，既滿(mǎn)足了后續(xù)工作面的回采工作又保證了中驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置能夠可靠運(yùn)行。沒(méi)有采用價(jià)格昂貴的光纖連接的方式保證3臺(tái)變頻器的功率平衡，而是合理地選擇中驅(qū)動(dòng)硐室的位置，保證了相鄰變頻器之間的距離不超過(guò)150m，這樣便可以選用普通功率平衡線，保證3臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的功率平衡問(wèn)題，節(jié)約了光纜、光纖擴(kuò)展卡等4萬(wàn)元費(fèi)用，同時(shí)輸送機(jī)維修量大幅下降，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 推廣應(yīng)用情況及前景

我國(guó)是煤炭資源大國(guó)，隨著各礦井向高產(chǎn)、高效、大型化、自動(dòng)化方面的發(fā)展，對(duì)于膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠性提出了更高的要求。三驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)距離可伸縮式膠帶輸送機(jī)解決了我礦集中運(yùn)煤巷原煤長(zhǎng)距離運(yùn)輸問(wèn)題，保證了該礦原煤產(chǎn)量的順利完成。由于采用變頻器多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)功率平衡技術(shù)，減少了設(shè)備故障率，降低了膠帶輸送機(jī)維護(hù)量，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在技術(shù)上具有一定的先進(jìn)性，適用于類(lèi)似工作面及原煤運(yùn)輸系統(tǒng)。

［1］毛 君.煤礦固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備［M］.北京：炭工業(yè)出版社，2006：50-71

［2］于學(xué)謙.礦山運(yùn)輸機(jī)式械［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1998：174-181

［3］中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.MT／T 467—1996煤礦用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997：361-369.