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0、概述
    近年來，高產(chǎn)高效礦井建設(shè)已成為煤礦企業(yè)的發(fā)展趨勢，做為其核心的高產(chǎn)高效工作面的建設(shè)，取決于綜采設(shè)備的大功率運(yùn)行和自動化控制系統(tǒng)。為適應(yīng)礦井集約化生產(chǎn)的要求，帶式輸送機(jī)向大功率、長運(yùn)距、大運(yùn)量、大型化方向發(fā)展已成為必然趨勢。
    大型帶式輸送機(jī)使用的關(guān)鍵技術(shù)是軟起動和功率平衡技術(shù)、動態(tài)監(jiān)測和動態(tài)控制技術(shù)、自動張緊技術(shù)和高效儲帶技術(shù)等，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展和科技進(jìn)步，國內(nèi)外大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用都有了長足的發(fā)展，興隆莊礦在高產(chǎn)高效工作面的建設(shè)中，根據(jù)自身的生產(chǎn)特點(diǎn)，對帶式輸送機(jī)進(jìn)行了合理的選型和配套，并在生產(chǎn)中取得了良好的應(yīng)用效果。
1、設(shè)備的選型
1.1輸送機(jī)
    多年來，興隆莊礦采煤工作面使用SSJ1200/3×200型帶式輸送機(jī)，采用電機(jī)和耦合器配套使用的驅(qū)動方式，利用TK100通訊系統(tǒng)控制運(yùn)行，運(yùn)輸距離短、運(yùn)量小、占用設(shè)備多，性能不可靠，已不能適用于高產(chǎn)高效工作面的長運(yùn)距開采。
    興隆莊礦布置的高產(chǎn)高效綜放工作面長約300m，推進(jìn)長度在l800.2 600 m，工作面設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)如下
  采煤機(jī)
  型號SI300
  裝機(jī)功率/kW    859
  鏈速（牽引）/m. min -0—40
  前部輸送機(jī)
型號SG21000/1200
裝機(jī)功率/kW 600×2
設(shè)計(jì)長度/m 305
鏈速，m．s-1   1.28
槽寬/mm    1 000
過煤量，t．h-1    2 000
后部輸送機(jī)
型號SG21200/1400
裝機(jī)功率/kW 700x2
設(shè)計(jì)長度/m    305
鏈速／m．s-11.31
槽寬/mm    l 200
過煤量t.h-1    2 500
轉(zhuǎn)載機(jī)
型號S221200/525
裝機(jī)功率/kW    525
設(shè)計(jì)長度/m    50
鏈速/m - s-11,83
槽寬，mm    1 200
過煤量/t.h-1    2 200
破碎機(jī)
型號PLM3500
裝機(jī)功率/kW 250
過煤量,t.h-1    3 500
為了適應(yīng)工作面生產(chǎn)的要求，選用了．兗州煤機(jī)廠生產(chǎn)的SSJ1400/3×400型帶式輸送機(jī)用于順槽的運(yùn)輸，其主要技術(shù)參數(shù)如下
  功率/kW 400×3
帶寬，    1 400
帶速/m．s-14.5
運(yùn)輸距離/m    2 000
運(yùn)量，t．h-1    3 500
驅(qū)動滾筒直徑+/mm    1030(主).1 070(副)
儲帶長度/m    100
1.2軟起動裝置
    目前，帶式輸送機(jī)的軟起動裝置主要有變頻調(diào)速裝置、可控硅調(diào)速裝置、鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)配限矩型液力耦合器或調(diào)速型液力耦合器、液體黏性傳動調(diào)速裝置、CST可控驅(qū)動系統(tǒng)等幾種，經(jīng)過分析比較，根據(jù)工作面生產(chǎn)特點(diǎn)選擇了澳大利亞產(chǎn)BOSS400液體黏性傳動調(diào)速裝置。
    該裝置通過改變離合片的間距達(dá)到改變黏性液體間的剪切力來改變傳遞力矩。與礦井常用的電動機(jī)組合使用，組成液黏軟起動裝置作為驅(qū)動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的滿速、滿載、平穩(wěn)起動、使多臺電機(jī)的負(fù)載平衡，降低對電氣及其他部件的技術(shù)要求，提高輸送機(jī)的可靠性和使用壽命。
    BOSS裝置是一種固定時(shí)間控制起動系統(tǒng)，由可編程控制器PLC控制，能監(jiān)測起動過程中的帶速，然后根據(jù)設(shè)定的程序逐漸增加輸出力矩，分階段平滑加速實(shí)現(xiàn)由靜止至滿速的起動過程。
    多臺驅(qū)動系統(tǒng)之間的連續(xù)功率平衡是通過次級驅(qū)動滾筒(∮1070 mm)尺寸比初級驅(qū)動滾筒(∮1030mm)大來實(shí)現(xiàn)的，在次級驅(qū)動滾筒的BOSS上會產(chǎn)生機(jī)械打滑，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)整。
    該裝置額定可傳遞扭矩范圍為0—2 930 Nm，起動時(shí)間可在25—300 s內(nèi)任意設(shè)定，起動過程平緩，可將輸送帶振蕩波減小到最小，有效地保護(hù)輸送帶。
1.3張緊和儲帶裝置
  為避免大功率、長運(yùn)距帶式輸送機(jī)啟動時(shí)的波動現(xiàn)象，要配套采用張緊力可調(diào)的張緊裝置，即啟動階段提供大的張緊力來防止輸送帶打滑，正常運(yùn)行時(shí)降低張緊力來維持帶式輸送機(jī)運(yùn)行，工作面檢修時(shí)應(yīng)使輸送帶完全松弛，防止輸送帶長時(shí)間張緊產(chǎn)生變形等現(xiàn)象。另外，采煤工作面現(xiàn)主要使用阻燃整芯輸送帶，其伸長率大，這給傳統(tǒng)使用的重錘張緊和回柱絞車張緊方式帶來了局限性，使這些張緊裝置難以適應(yīng)大功率、長運(yùn)距帶式輸送機(jī)的運(yùn)行要求。
    為了減少輸送帶費(fèi)用的投資，提高輸送帶的使用壽命，選用了進(jìn)口的LAD(郎艾道)自動張緊裝置，實(shí)現(xiàn)了張緊力的動態(tài)監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整，大大降低了輸送帶的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。與該裝置配套使用的儲帶裝置利用張緊泵站提供的動力完成多重疊帶功能，增加了儲帶長度且減少了每次張緊時(shí)間，大大提高了儲帶效率。
1.3.1  系統(tǒng)組成及原理
    該系統(tǒng)由張緊泵站、PLC控制器、4個張緊油缸、2個游動儲帶小車等組成，工作時(shí)系統(tǒng)根據(jù)輸送機(jī)的運(yùn)行工況自動調(diào)整輸送帶張緊力。
    (1)輸送機(jī)啟動時(shí)，系統(tǒng)得到啟動信號起動泵站運(yùn)行，PLC控制器得到反饋信號后控制泵站向液壓油缸提供最大張力，當(dāng)張緊力達(dá)到起動要求時(shí)，泵站反饋給控制器信號，控制器將信號傳遞給TK200控制系統(tǒng)，便可啟動電機(jī)驅(qū)動輸送帶運(yùn)行。
    (2)當(dāng)輸送機(jī)完成起動工況達(dá)到額定帶速時(shí)，控制器得到反饋信息后控制泵站提供“正常運(yùn)行張力”。
    (3)當(dāng)運(yùn)行中輸送機(jī)“正常運(yùn)行張力”下降時(shí)，泵站反饋信息給控制器補(bǔ)充張緊壓力。
    (4)當(dāng)輸送機(jī)停機(jī)檢修時(shí)，泵站停止運(yùn)行，輸送帶完全松弛。
    儲帶倉長度為27m，儲帶方式為雙游動跑車、折疊式6層儲帶，采用液壓油缸和滑輪組完成輸送帶的張緊。當(dāng)2個游動小車相向運(yùn)動時(shí)，輸送帶松弛，當(dāng)2個游動小車背向運(yùn)動時(shí)，輸送帶張緊。儲放帶示意如圖l所示。
1.3.2工作方式
    控制系統(tǒng)有“手動”和“自動”2種控制方式，“自動方式”啟動步驟如下：
    (1)泵站啟動后，PLC關(guān)閉所有電磁閥，將泵設(shè)定在備用壓力狀態(tài)。
    (2)得到啟動信號后，PLC啟動定時(shí)器，開啟高壓電磁閥，關(guān)閉低壓和低蓄油電磁閥，使泵處于高壓狀態(tài)。泵壓達(dá)到設(shè)定值后，PLC輸出一個輸送帶啟動信號，啟動輸送機(jī)（泵壓達(dá)不到設(shè)定值，輸送帶和泵不啟動）。
    (3)達(dá)到設(shè)定高壓值90s（此值可調(diào)整）后，輸送帶處于滿速運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)，PLC關(guān)閉高壓電磁閥，打開低壓和低蓄油電磁閥，將泵設(shè)定在低壓狀態(tài)。
    (4)當(dāng)輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，PLC關(guān)閉低壓電磁閥，保留低蓄油電磁閥開啟，張緊系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)行中的輸送帶張力降低到設(shè)定值后，PLC打開低壓電磁閥，提高系統(tǒng)壓力，當(dāng)壓力升高到設(shè)定值后，PLC關(guān)閉低壓電磁閥，即PLC將系統(tǒng)壓力保持在一設(shè)定范圍內(nèi)，維持輸送帶正常運(yùn)行。
2、自動化集中控制原理
    工作面、順槽設(shè)備的操作以及通訊采用TK200通訊控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與BOSS控制器、LAD控制器進(jìn)行信息傳輸，能對帶式輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測以及自動化集中控制，實(shí)現(xiàn)單臺或多臺設(shè)備的“就地控制”和“遠(yuǎn)程控制”等功能，其控制示意圖如圖2所示。
    圖2中IK200與LAD控制器CM1連接，用于控制CMI和朗艾道油泵電機(jī)的磁力啟動器。另外，TK200與主電機(jī)磁力啟動器連接，用于控制主電機(jī)的啟動。而TK200與BOSS連接后，可控制其啟動過程并接收BOSS的檢測信號。
    當(dāng)TK200工作方式調(diào)整為“就地”方式，朗艾道泵站操作箱的“手動、自動”選擇開關(guān)在“自動”位置時(shí)，可自動實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的自動張緊、軟起動運(yùn)行、壓力檢測、正常運(yùn)行等系列動作，具體控制過程如下
    (1) LAD控制器檢測油溫、油位、油壓是否正常，如正常，控制器閉合，本身的D09輸出。
    (2) TK200從自身的輸入5檢測到一個閉合信號后，認(rèn)為LAD控制器正常，在這種狀態(tài)下，允許張緊和啟動輸送帶。根據(jù)設(shè)定，可對單臺或多臺帶式輸送機(jī)進(jìn)行啟動。
    (3) TK200將先啟動IAD油泵電機(jī)（閉合自身的輸出7，在TK200的顯示屏幕上，油泵電機(jī)的圖形將旋轉(zhuǎn)，此時(shí)LAD油泵電機(jī)將運(yùn)行），然后閉合自身的輸出8，給LAD控制器一個“泵運(yùn)行”信號。
    (4) LAD控制器從自身的DI9收到TK200的“泵運(yùn)行”信號后，將檢測輸送帶張力，當(dāng)張力達(dá)到300PSI后，LAD控制器認(rèn)為輸送帶達(dá)到“備壓”狀態(tài)，于是閉合本身的D012（輸出12），給TK200 -個“備壓”信號。
    (5) TK200從自身的輸入4檢測到該閉合信號后，閉合自身的“輸出9”，控制IAD控制器將輸送帶拉緊到“啟動張力”（“啟動張力”一般被設(shè)置為1900PSI，該參數(shù)可以調(diào)整）。
    (6)lAD控制器收到’rK200的“張緊”信號后，張緊輸送帶，直到輸送帶張力達(dá)到1900PSI后，閉合其D011（第Il路輸出），給TK200返回一個“張緊完成”信號。
    (7)TK200從“輸入3”檢測到該閉合信號后，進(jìn)行下一步對軟啟動的操作。
    (8)當(dāng)輸送帶張緊完成后，TK200閉合輸出10，給BOSS -個啟動信號，用于啟動BOSS。
    (9) BOSS從自身的“SCI，SC2”收到該信號后，自檢。自檢通過后，通過其“SD1，SD2”給TK200返回一個“自檢”信號。
    (10) TK200在設(shè)定時(shí)間內(nèi)收到BOSS的“自檢“信號后，開始按順序啟動輸送機(jī)主電機(jī)。主電機(jī)啟動間隔可從參數(shù)調(diào)整進(jìn)行修改，主電機(jī)的反饋信號也可接入TK200系統(tǒng)中，當(dāng)某一主電機(jī)突然停機(jī)后，TK200將自動停其余2臺電機(jī)。
    (11)主電機(jī)啟動后，BOSS實(shí)行輸送帶軟啟動。當(dāng)輸送帶達(dá)到滿速后，通過自身的“滿速返回”給IK200 -個“完成”信號。
    (12) TK200收到BOSS的“完成”信號后，整個啟動過程結(jié)束。
    (13)停機(jī)時(shí)，可按下TK200控制器上的設(shè)定鍵，主電機(jī)、軟啟動及張緊系統(tǒng)均停機(jī)。
3、應(yīng)用
    興隆礦在4326工作面的生產(chǎn)中，順槽布置1臺帶式輸送機(jī)，運(yùn)輸距離為1800 m。由于減少了設(shè)備使用臺數(shù)，降低了生產(chǎn)成本和事故隱患，有利于工作面高效生產(chǎn)。
    BOSS軟啟動裝置的應(yīng)用，使大功率輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)起動，減少了輸送帶的振動，降低了輸送帶對機(jī)架、托輥的沖擊，延長了輸送帶、托輥的使用壽命。
    自動化張緊裝置的使用，各種保護(hù)功能齊全，實(shí)現(xiàn)了對輸送帶張力的動態(tài)監(jiān)測和調(diào)整，根據(jù)輸送帶的不同工況提供不同的張力，大大提高了輸送帶的使用壽命。
    高效儲帶裝置的使用，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高了開機(jī)率，減少了人工裁帶的次數(shù)，降低了職工的勞動強(qiáng)度。
    工作面順槽使用該套輸送機(jī)后．不僅減少了跳眼次數(shù)，而且設(shè)備事故率大大降低，杜絕了斷帶、撕帶等惡性事故的發(fā)生，減少了輸送帶和各種托輥的更換量，保證了工作面日產(chǎn)2.2萬t、月產(chǎn)60萬t的煤炭生產(chǎn)任務(wù)。