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大功率带式输送机的应用
发布时间：2013-10-14 09:52 来源：未知
0、概述
近年来，高产高效矿井建设已成为煤矿企业的发展趋势，做为其核心的高产高效工作面的建设，取决于综采设备的大功率运行和自动化控制系统。为适应矿井集约化生产的要求，带式输送机向大功率、长运距、大运量、大型化方向发展已成为必然趋势。
大型带式输送机使用的关键技术是软起动和功率平衡技术、动态监测和动态控制技术、自动张紧技术和高效储带技术等，随着煤炭工业的发展和科技进步，国内外大型带式输送机的设计和应用都有了长足的发展，兴隆庄矿在高产高效工作面的建设中，根据自身的生产特点，对带式输送机进行了合理的选型和配套，并在生产中取得了良好的应用效果。
1、设备的选型
1.1输送机
多年来，兴隆庄矿采煤工作面使用SSJ1200/3×200型带式输送机，采用电机和耦合器配套使用的驱动方式，利用TK100通讯系统控制运行，运输距离短、运量小、占用设备多，性能不可靠，已不能适用于高产高效工作面的长运距开采。
兴隆庄矿布置的高产高效综放工作面长约300m，推进长度在l800.2 600 m，工作面设备主要技术参数如下
采煤机
型号SI300
装机功率/kW 859
链速（牵引）/m. min -0—40
前部输送机
型号SG21000/1200
装机功率/kW 600×2
设计长度/m 305
链速，m．s-1 1.28
槽宽/mm 1 000
过煤量，t．h-1 2 000
后部输送机
型号SG21200/1400
装机功率/kW 700x2
设计长度/m 305
链速／m．s-11.31
槽宽/mm l 200
过煤量t.h-1 2 500
转载机
型号S221200/525
装机功率/kW 525
设计长度/m 50
链速/m - s-11,83
槽宽，mm 1 200
过煤量/t.h-1 2 200
破碎机
型号PLM3500
装机功率/kW 250
过煤量,t.h-1 3 500
为了适应工作面生产的要求，选用了．兖州煤机厂生产的SSJ1400/3×400型带式输送机用于顺槽的运输，其主要技术参数如下
功率/kW 400×3
带宽， 1 400
带速/m．s-14.5
运输距离/m 2 000
运量，t．h-1 3 500
驱动滚筒直径+/mm 1030(主).1 070(副)
储带长度/m 100
1.2软起动装置
目前，带式输送机的软起动装置主要有变频调速装置、可控硅调速装置、鼠笼式感应电动机配限矩型液力耦合器或调速型液力耦合器、液体黏性传动调速装置、CST可控驱动系统等几种，经过分析比较，根据工作面生产特点选择了澳大利亚产BOSS400液体黏性传动调速装置。
该装置通过改变离合片的间距达到改变黏性液体间的剪切力来改变传递力矩。与矿井常用的电动机组合使用，组成液黏软起动装置作为驱动系统，实现带式输送机的满速、满载、平稳起动、使多台电机的负载平衡，降低对电气及其他部件的技术要求，提高输送机的可靠性和使用寿命。
BOSS装置是一种固定时间控制起动系统，由可编程控制器PLC控制，能监测起动过程中的带速，然后根据设定的程序逐渐增加输出力矩，分阶段平滑加速实现由静止至满速的起动过程。
多台驱动系统之间的连续功率平衡是通过次级驱动滚筒(∮1070 mm)尺寸比初级驱动滚筒(∮1030mm)大来实现的，在次级驱动滚筒的BOSS上会产生机械打滑，从而实现输出功率的调整。
该装置额定可传递扭矩范围为0—2 930 Nm，起动时间可在25—300 s内任意设定，起动过程平缓，可将输送带振荡波减小到最小，有效地�；な渌痛�。
1.3张紧和储带装置
为避免大功率、长运距带式输送机启动时的波动现象，要配套采用张紧力可调的张紧装置，即启动阶段提供大的张紧力来防止输送带打滑，正常运行时降低张紧力来维持带式输送机运行，工作面检修时应使输送带完全松弛，防止输送带长时间张紧产生变形等现象。另外，采煤工作面现主要使用阻燃整芯输送带，其伸长率大，这给传统使用的重锤张紧和回柱绞车张紧方式带来了局限性，使这些张紧装置难以适应大功率、长运距带式输送机的运行要求。
为了减少输送带费用的投资，提高输送带的使用寿命，选用了进口的LAD(郎艾道)自动张紧装置，实现了张紧力的动态监测和动态调整，大大降低了输送带的设计安全系数，节约了生产成本。与该装置配套使用的储带装置利用张紧泵站提供的动力完成多重叠带功能，增加了储带长度且减少了每次张紧时间，大大提高了储带效率。
1.3.1 系统组成及原理
该系统由张紧泵站、PLC控制器、4个张紧油缸、2个游动储带小车等组成，工作时系统根据输送机的运行工况自动调整输送带张紧力。
(1)输送机启动时，系统得到启动信号起动泵站运行，PLC控制器得到反馈信号后控制泵站向液压油缸提供最大张力，当张紧力达到起动要求时，泵站反馈给控制器信号，控制器将信号传递给TK200控制系统，便可启动电机驱动输送带运行。
(2)当输送机完成起动工况达到额定带速时，控制器得到反馈信息后控制泵站提供“正常运行张力”。
(3)当运行中输送机“正常运行张力”下降时，泵站反馈信息给控制器补充张紧压力。
(4)当输送机�；煨奘�，泵站停止运行，输送带完全松弛。
储带仓长度为27m，储带方式为双游动跑车、折叠式6层储带，采用液压油缸和滑轮组完成输送带的张紧。当2个游动小车相向运动时，输送带松弛，当2个游动小车背向运动时，输送带张紧。储放带示意如图l所示。
1.3.2工作方式
控制系统有“手动”和“自动”2种控制方式，“自动方式”启动步骤如下：
(1)泵站启动后，PLC关闭所有电磁阀，将泵设定在备用压力状态。
(2)得到启动信号后，PLC启动定时器，开启高压电磁阀，关闭低压和低蓄油电磁阀，使泵处于高压状态。泵压达到设定值后，PLC输出一个输送带启动信号，启动输送机（泵压达不到设定值，输送带和泵不启动）。
(3)达到设定高压值90s（此值可调整）后，输送带处于满速运行状态，此时，PLC关闭高压电磁阀，打开低压和低蓄油电磁阀，将泵设定在低压状态。
(4)当输送带正常运行时，PLC关闭低压电磁阀，保留低蓄油电磁阀开启，张紧系统处于备用状态。当运行中的输送带张力降低到设定值后，PLC打开低压电磁阀，提高系统压力，当压力升高到设定值后，PLC关闭低压电磁阀，即PLC将系统压力保持在一设定范围内，维持输送带正常运行。
2、自动化集中控制原理
工作面、顺槽设备的操作以及通讯采用TK200通讯控制系统，该系统可与BOSS控制器、LAD控制器进行信息传输，能对带式输送机进行动态监测以及自动化集中控制，实现单台或多台设备的“就地控制”和“远程控制”等功能，其控制示意图如图2所示。
图2中IK200与LAD控制器CM1连接，用于控制CMI和朗艾道油泵电机的磁力启动器。另外，TK200与主电机磁力启动器连接，用于控制主电机的启动。而TK200与BOSS连接后，可控制其启动过程并接收BOSS的检测信号。
当TK200工作方式调整为“就地”方式，朗艾道泵站操作箱的“手动、自动”选择开关在“自动”位置时，可自动实现带式输送机的自动张紧、软起动运行、压力检测、正常运行等系列动作，具体控制过程如下
(1) LAD控制器检测油温、油位、油压是否正常，如正常，控制器闭合，本身的D09输出。
(2) TK200从自身的输入5检测到一个闭合信号后，认为LAD控制器正常，在这种状态下，允许张紧和启动输送带。根据设定，可对单台或多台带式输送机进行启动。
(3) TK200将先启动IAD油泵电机（闭合自身的输出7，在TK200的显示屏幕上，油泵电机的图形将旋转，此时LAD油泵电机将运行），然后闭合自身的输出8，给LAD控制器一个“泵运行”信号。
(4) LAD控制器从自身的DI9收到TK200的“泵运行”信号后，将检测输送带张力，当张力达到300PSI后，LAD控制器认为输送带达到“备压”状态，于是闭合本身的D012（输出12），给TK200 -个“备压”信号。
(5) TK200从自身的输入4检测到该闭合信号后，闭合自身的“输出9”，控制IAD控制器将输送带拉紧到“启动张力”（“启动张力”一般被设置为1900PSI，该参数可以调整）。
(6)lAD控制器收到’rK200的“张紧”信号后，张紧输送带，直到输送带张力达到1900PSI后，闭合其D011（第Il路输出），给TK200返回一个“张紧完成”信号。
(7)TK200从“输入3”检测到该闭合信号后，进行下一步对软启动的操作。
(8)当输送带张紧完成后，TK200闭合输出10，给BOSS -个启动信号，用于启动BOSS。
(9) BOSS从自身的“SCI，SC2”收到该信号后，自检。自检通过后，通过其“SD1，SD2”给TK200返回一个“自检”信号。
(10) TK200在设定时间内收到BOSS的“自检“信号后，开始按顺序启动输送机主电机。主电机启动间隔可从参数调整进行修改，主电机的反馈信号也可接入TK200系统中，当某一主电机突然�；�，TK200将自动停其余2台电机。
(11)主电机启动后，BOSS实行输送带软启动。当输送带达到满速后，通过自身的“满速返回”给IK200 -个“完成”信号。
(12) TK200收到BOSS的“完成”信号后，整个启动过程结束。
(13)停机时，可按下TK200控制器上的设定键，主电机、软启动及张紧系统均停机。
3、应用
兴隆矿在4326工作面的生产中，顺槽布置1台带式输送机，运输距离为1800 m。由于减少了设备使用台数，降低了生产成本和事故隐患，有利于工作面高效生产。
BOSS软启动装置的应用，使大功率输送机实现了平稳起动，减少了输送带的振动，降低了输送带对机架、托辊的冲击，延长了输送带、托辊的使用寿命。
自动化张紧装置的使用，各种�；すδ芷肴�，实现了对输送带张力的动态监测和调整，根据输送带的不同工况提供不同的张力，大大提高了输送带的使用寿命。
高效储带装置的使用，缩短了生产准备时间，提高了开机率，减少了人工裁带的次数，降低了职工的劳动强度。
工作面顺槽使用该套输送机后．不仅减少了跳眼次数，而且设备事故率大大降低，杜绝了断带、撕带等恶性事故的发生，减少了输送带和各种托辊的更换量，保证了工作面日产2.2万t、月产60万t的煤炭生产任务。
