灵露煤矿主斜井输送设备
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【摘要】灵露煤矿主斜井输送设备运距长、能力大，为较典型的大型输送机。本文重点介绍了主要部件的结构特征及电气控制系统。
【关键词】胶带输送机；电控系统
灵露煤矿是內蒙古扎赉诺尔煤业有限责任公司下属煤矿之一，灵泉露天煤矿于1960年开始建设，1966年5月投产，设计能力为年产0.60 Mt/a的中型露天煤矿。1974年进行改扩建，生产能力扩大到年产1.80 Mt/a，于2007年生产能力核定为2.00Mt/a。随着开采深度的加大，剥采比逐渐增大，采用露天开采方式继续进行本井田深部储量的开采，在技术和经济上已经极不合理，因此，扎赉诺尔煤业有限责任公司决定对灵泉露天煤矿深部储量采用井工方式开采。本井田内构造简单，地质构造主要以断裂为主，但基本分布在浅部，移交采区基本不受断层影响，煤层走向局部有小的褶曲，对开采无影响。由于本井田地质构造简单，适合规划大型采区和高产高效工作面。灵露煤矿采用走向长壁采煤法，综采放顶煤采煤工艺。综采放顶煤装备已在本矿区成功运用，通过生产实践证明综采放顶煤装备完全可以满足本井的生产要求。
主斜井输送机担负全矿井的煤量运输，设计选用1.2m宽钢丝绳芯胶带输送机，小时能力960t，以满足矿井的稳产和高产。由于此设备是井下运输的关键，本胶带输送机由宁夏天地西北煤机公司整机供货，胶带由银河德普胶带有限公司生产。
依据输送设备的技术规格要求宁夏天地西北煤机公司公司进行了整机设计及相关部分的外协。主要技术特征：
输送能力 960 t/h
机长 1247 m
倾 角 13°47’
输送带运行速度 4.0m/s
电机功率 4×500kW
胶带 ST4000
1、胶带输送机
驱动装置布置在机头处，布置形式为2：2形式，电机为防爆型YBPT450-4电机，采用挠性联轴节与可调试液力耦合器相连，耦合器填充液为阻燃性磷酸盐酯液体。硬齿面平行轴减速箱为弗兰德公司提供，具有风冷性能。其二级传动轴装有逆止器。驱动滚筒直径1600mm，传动滚筒表面采用铸胶菱字型胶面，改向滚筒采用平胶面。所有铸胶、平胶均采用阻燃材料，传动滚筒、改向滚筒表面胶层的形成方式为硫化橡胶覆面。轮毂与轮轴之间采用胀套方式联接，驱动装置为焊接整体底座，进行消除应力处理，确保整体强度和安装质量。
输送机运行速度为4m/s，在此运行情况下进行检查、验带确有困难，若停车查验距离过长，则延误生产，故增设一套验带装置，以0.5m/s速度运行，采用离合器操作。制动机构设于两套驱动装置上为液压控制双衬盘垫卡钳闸盘制动。带式输送机拉紧装置拉紧距离DYL-01-8/300，液压泵站驱动电机。机尾部分根据设计带面高度1000mm，尾部滚筒直径1000mm，故须将尾部机架抬高，上带面呈倾斜状。托辊、中间架、支腿均相应架设。
2、电控系统
由于提升机采用交-交变频驱动技术更趋平稳，国内外使用技术都较为成熟。综合成本和价格都趋于下降，特别是交-交变频驱动在四象限运行方式、动态特性等性能与直流驱动相当，且具有电机结构简单、便于维护、惯性矩小、加速电流小、效率高等诸多优势，故电控系统采用交-交变频供电的交流驱动系统。
主斜井胶带输送机由四台660V 500kW交流鼠笼电动机驱动，采用较先进、节能的RHVC-高压电机变频调速装置，可实现带式输送机的起动和停车。设胶带输送机跑偏、纵撕、打滑、机头溜槽堵塞、急停、驱动滚筒温度保护、烟雾、洒水等保护装置以及胶带输送机沿线信号装置。
主斜井皮带机房设高、低压配电室及控制室，筛选车间主厂房与主斜井皮带机房联合布置。高压开关柜选用KYN28Z-7.2型户内铠装型移开式交流金属封闭高压开关柜；低压开关柜选用交流低压配电柜；高压6.3kV母线、低压380V母线均采用单母线分段系统。
高压开关柜为主斜井胶带输送机电动机配电，低压配电柜为主斜井井口房内胶带输送机附属设备、控制系统设备等380/220V低压负荷配电。
（1）胶带输送机监控系统与可调式液力耦合器及胶带运输机保护装置相配合，和全矿井监控系统联网运行，组成一个完善的煤流控制系统。
功能：
1）多种控制方式可供选择，设有远程联动，本机集控、单机控制、就地检修（调试）四种工作方式。2）在工控机上可集中控制胶带机、给煤机等设备的开停，逆煤流方向联锁起动、顺煤流方向联锁停止。控制部分输送机的联锁起动、停止；按胶带机所需的起动、运行、停止特性实现自动张紧、软起动、功率平衡、可控制动和下运制动等功能。3）检测保护功能齐全，设有急停闭锁、打滑（超速）、跑偏、断带、纵撕、堆煤（堵塞）、满仓、超温、洒水、烟雾、张力下限等多项保护。4）配置视频图象监视装置，可实现监视现场设备的工作状态。5）配置通信信号装置，可实现胶带输送机沿线起动预告、打点信号联络和语音通信。6）控制机采用14”大屏幕TFT彩色液晶显示器，可以动画、图形，汉字等方式直观显示工艺设备的运行状态、生产工况参数、设备故障状态等。7）具有菜单式操作界面，所有的保护值可通过光标、键盘设置、用户还可以根据现场情况屏蔽不需要的保护功能。8）出现停机保护时，自动弹出故障诊断画面，显示故障性质、地点。可快速定位故障，及时维护处理。9）具有历史数据、历史曲线查询，显示统计功能。10）接口类型丰富，配置有以太网、CAN、RS485及RS232接口，易与全矿井自动化系统、其它子系统和智能设备连接。11）连续空载启动及平滑地建立启动及正常停机力矩，即加减速度及启动时间的可调节性。12）对主驱动电机间实现功率平衡，胶带输送机监控系统对每一个驱动装置的电流、电压等进行采样，通过比较各电机电流与基准值相比来控制液力耦合器的充液量的多少，使得各电机间功率不平衡率小于5%，大于基准电流的减少充液量，以减少输出力矩，反之增加充液量。13）拉紧装置根据胶带负荷情况自动调整张力，并将张力、行程情况送至PLC监视器。
带式输送机具有较完整的保护功能：
1）60-23P型速度开关可提供速度检测及胶带打滑保护，动作于信号报警，严重时（超速15%）动作于停机。2）ROS-2D型防跑偏开关可提供二级跑偏保护，一级跑偏动作于报警，二级跑偏延时停机，延时时间根据需要设定。3）纵向撕裂保护，在每个装料点设有防撕裂传感器，信号瞬时动作于停机。4）电机、减速器、轴承、驱动滚筒于胶带之间、液压油、油温等的超温保护，动作于信号，严重时动作于停机。设定值根据各设备对温度的不同要求分别设定。5）设有电机短路、过载、断相、漏电、欠压等保护并动作于信号及停机。6）液压系统油位、油压超限保护，动作于信号，严重时动作于停机。7）设有煤仓煤位检测，用于自动控制胶带输送机的启停。8）设有闸瓦磨损保护开关，动作于信号。
PLC监控系统可自动识别鼓掌类型及地点，并即使发出报警型号，同时启动停机程序，并在LCD监视屏上显示故障地点及类型，便于维修人员的维护于检修。
作者简介
张晓冬（1980- ），男，工程师，就职于哈尔滨煤炭设计研究院，2004年毕业于哈尔滨理工大学。