淺談煤礦井下帶式輸送機中間驅動在長距離順槽掘進中的應用

尉敏

（淮北礦業集團西北分公司范家村項目部，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

內蒙古鄂爾多斯地區煤炭資源豐富，煤層平緩，鄂爾多斯蒙泰范家村煤礦位于東勝煤田萬利礦區煤層平緩傾角3°～5°。該煤礦2114 工作面運輸順槽設計長度1992 米。巷道掘進使用一臺EBZ-200 掘進機和一部DSJ80/40/2×75kW型可伸縮輸送帶輸送機及DSJ80/40/75 中間驅動。2114 運輸順槽施工初期使用一部DSJ80/40/2×75kW 型可伸縮輸送帶輸送機，并且使用了在輸送機頭部集中的驅動方式。合理利用了運行阻力和載荷作用，增加其在機頭部位的張力。使用的PVG800S/800mm 阻燃輸送帶承受的張力值是一定的，巷道施工超過1200 米有效運輸后出現輸送帶打滑、撕裂現象。2018 年12 月，該礦綜掘區在2114 運輸順槽距機頭驅動1000 米的位置安裝一部DSJ80/40/75 中間驅動，有效地解決了輸送帶打滑、撕裂的問題。

1 中間驅動的意義及作用

我國帶式輸送機中的一項新技術便是中間驅動技術，一部分驅動功率被中間驅動放在帶式輸送機的中間段，這樣便可以使驅動功率大大地分散。不僅可以使驅動滾筒驅動上部載重輸送帶降低輸送帶運行時的最大張力，而且可以使輸送帶的強度也隨之降低，從而提高輸送帶的輸送能力，使帶式輸送機的制造成本下降。中間驅動技術為帶式輸送機向長距離、大運量輸送指明了發展方向。

2 中間驅動輸送機技術的發展方向

（1）功率的分配是影響輸送帶的張力變化的直接因素。從理論的角度出發，輸送帶承受的最大張力被中間驅動降低了，不過對于整個機器來說，輸送機的主驅動部分依然是頭部驅動，中間驅動只是起到輔助作用的驅動裝置。因此，在功率分配時，還是應盡量發揮頭部主驅動作用。

（2）中間驅動帶式輸送機是具有多個驅動單元。中間驅動技術的關鍵是要選用滾筒線速度與機頭驅動滾筒線速度相同的驅動設備，但是，因為電動機、減速機的不同特性以及制造質量的優劣、驅動滾筒表面磨損的程度、輸送帶物料分配不均的影響等其他因素，會導致各個驅動滾筒的線速度不盡相同，在整條設備啟動初期各驅動單元電機的負載會出現不平衡現象。表現為輸送帶打滑、驅動滾筒處張力連續階梯式增加現象。為了解決這一問題采用KTC102 輸送機集中控制系統，可使多個驅動單元電機按設定時間延時啟動。首先，啟動機頭驅動電機在輸送帶張力達到第一次階梯峰值前啟動中間驅動電機，這樣既有效降低了輸送帶所承受的最大張力，又解決了多臺電機同時啟動電流對電網的沖擊問題，同時，還使各驅動單元間緩沖調節，實現了整條輸送機各驅動單元的功率平衡。KTC102 輸送機集中控制系統內部安裝寬電壓固態繼電器，避免了長距離線路壓降對傳輸控制信號影響，實現了長距離控制。

3 中間驅動控制

對中間驅動的整條輸送帶需要一個控制系統來平衡各驅動滾筒處的驅動力。如果每個驅動電機單獨啟動，會使輸送帶承受的張力局部性紊亂，在機頭驅動滾筒處產生一個很大的瞬時拉力，輕則導致輸送帶跑偏，重則撕毀輸送帶，甚至會引發嚴重的安全事故。天津華寧KTC102 輸送機集中控制系統能調節各驅動電機的啟動順序，能有效地解決輸送帶局部張力紊亂的問題。

天津華寧KTC102 輸送機集中控制系統是集控制、通信、綜合保護（拉線急停、沿線閉鎖、預警、跑偏、縱撕、速度、膠帶張力、煙霧、堆煤、超溫灑水）于一體的綜合控制系統，控制器有12 路繼電器輸出及16 路輸入，這可以保證同時控制12 臺設備并檢測它們的反饋信號。這樣各個電機不僅可以同時啟動或者同時停止，也可以單獨啟動或者單獨停止。內部電路進行周期性自動巡檢，有故障自動顯示狀態及故障信息。依靠modbus RTU/TCP 通信協議，可作為MODBUS 從站，把自身的控制信息、狀態信息、沿線閉鎖信息等傳給其它裝置的主機，從而搭建起一個自動監控網絡，實現無人看守集中控制。

輸送機機頭集中控制系統接線圖如圖1（元件包括：天津華寧KTC102 輸送機集中控制器、QBZ-80 礦用防爆型磁力啟動器、SSR 固態繼電器）。

圖1

4 中間驅動技術的優點

中間驅動技術的優點是顯而易見的，在各段只需負擔各自段內的載荷的情況下，只要保證中間驅動裝置數量的增加即可，無須再使輸送機之間相互搭接，便可以使長距離輸送物料的要求達到滿足，并且使轉載環節減少。輸送帶經過中間驅動裝置所受的最大張力就降低30%以上，這時我們需要選用的輸送帶是較低強度等級，并且可以保證輸送帶安全的運行，使整個機器的造價降低。中間驅動技術可以在輸送機總功率不發生改變的前提下，降低了單元驅動功率，進而使輸送機的元部件設計更加精巧化、普遍化，不僅零部件的加工條件被改變，而且還方便了運輸、安裝和后期維修。較傳統的輸送機安裝維護降低成本降低50%以上，維護、操作人員減員40%以上。

5 結語

中間驅動技術是一項新技術，利用了機頭驅動與中間驅動滾筒的線速度相同的原理，降低輸送帶承受的最大張力，從而實現長距離輸送。該礦2114 運輸順槽實現了1900 米長距離輸送，并推廣到集團公司其他礦掘進施工中。