煤礦永磁直驅(qū)芳綸膠帶輸送系統(tǒng)

孫鵬飛 孫艷卿

（平煤股份一礦 ，河南 平頂山 467000）

引言：變頻技術(shù)具有良好的節(jié)能效果和平緩的機(jī)械調(diào)節(jié)功能，為企業(yè)創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益，有效降低能耗，因此在煤礦得到了越來越廣泛的應(yīng)用?？梢詮V泛應(yīng)用于煤礦井下采煤機(jī)的牽引電機(jī)、提升機(jī)、絞車、井下用通風(fēng)機(jī)、水泵及帶式輸送機(jī)電機(jī)的調(diào)速等。

一、背景技術(shù)： 膠帶輸送機(jī)作為原煤運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性直接影響到生產(chǎn)安全、原煤產(chǎn)量、經(jīng)營效益等；輸送機(jī)能否安全高效地運(yùn)行，直接決定著礦井的產(chǎn)量、效益、安全及社會形象。實踐證明，建設(shè)高產(chǎn)高效煤礦既是世界煤礦開采發(fā)展的主要潮流，也是我國煤礦發(fā)展的方向，對我國煤炭工業(yè)的健康發(fā)展有著非常重要的意義。現(xiàn)有采區(qū)運(yùn)輸膠帶輸送機(jī)多采用“電機(jī)+機(jī)械減速”裝置為驅(qū)動系統(tǒng)，鋼絲繩芯高強(qiáng)膠帶承載，運(yùn)行效率低，維護(hù)成本高；隨著煤炭運(yùn)載量的增大且集中,對膠帶輸送機(jī)驅(qū)動裝置和輸送帶的運(yùn)行效率及可靠性要求也隨之提高。針對煤礦井下膠帶輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)效率低且維護(hù)成本高,膠帶自重大、在運(yùn)輸系統(tǒng)中占用負(fù)荷大等不足情況,進(jìn)行了膠帶輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、新型膠帶材料技術(shù)研究應(yīng)用；輸送帶的動力傳遞以及物料運(yùn)輸,最重要的特性便是輸送帶的強(qiáng)力,因此提高其強(qiáng)力便成為目前輸送帶發(fā)展的主要方向。

二、內(nèi)容：用于對采集每臺膠帶輸送機(jī)運(yùn)行監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的攝像頭；所述傳感器、攝像頭、話機(jī)均與調(diào)度室內(nèi)的控制柜信號連接，控制柜與后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器相連接，用于將控制柜接收到傳感器數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和語音通信數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。上述的，所述的膠帶輸送機(jī)采用永磁同步電動機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動膠帶輸送機(jī)；膠帶采用芳綸纖維膠帶結(jié)構(gòu)。設(shè)計新穎、合理，實現(xiàn)對膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)的采集、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的功能，同時所有工業(yè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)可通過防火墻實現(xiàn)向礦局域網(wǎng)和集團(tuán)公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

三、具體實施方式：膠帶輸送機(jī)發(fā)展新系列，它的運(yùn)輸能力等參數(shù)的合理確定，已成為生產(chǎn)和設(shè)計等部門都須研究的突出問題。就生產(chǎn)礦井來說，運(yùn)輸力不適應(yīng)綜采工作面生產(chǎn)的現(xiàn)象至今仍然是主要的生產(chǎn)限制因素。一種煤礦永磁直驅(qū)芳綸膠帶輸送系統(tǒng)，包括：用于采集每臺膠帶輸送機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的傳感器；所述傳感器、攝像頭、話機(jī)均與調(diào)度室內(nèi)的控制柜信號連接，控制柜與后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器相連接，用于將控制柜接收到傳感器數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和語音通信數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。采用大運(yùn)量、長距離膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸煤炭，從地面(井底)直達(dá)采煤工作面運(yùn)輸，系統(tǒng)簡單、環(huán)節(jié)少，可快速、高效地解決礦井運(yùn)輸問題；高強(qiáng)帶式輸送機(jī)的發(fā)展，適應(yīng)了大型礦井的需要，使主井采用連續(xù)運(yùn)輸?shù)男本_拓應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大；同時利用礦井自動化建設(shè)，可實現(xiàn)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制，實現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。上述的，膠帶輸送機(jī)采用永磁同步電動機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動膠帶輸送機(jī)；膠帶采用芳綸纖維膠帶結(jié)構(gòu)。永磁電機(jī)驅(qū)動，功率因數(shù)高，起動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，節(jié)能20%，年節(jié)約電費(fèi)100多萬元；智能永磁電機(jī)驅(qū)動調(diào)節(jié)由傳統(tǒng)的功率平衡變?yōu)榱仄胶猓芰Ω?，運(yùn)行效果更好、更安全；并且電氣機(jī)械分離，設(shè)備整合度低，拋棄了傳統(tǒng)的異步電機(jī)、減速器，無需潤滑油和檢修齒輪箱，運(yùn)行成本年節(jié)約20萬元，并且節(jié)能環(huán)保；這些都是以前驅(qū)動技術(shù)不能做到的。同時使用芳綸膠帶，其強(qiáng)度高、耐熱性能好：運(yùn)輸系統(tǒng)為集化散型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用來實現(xiàn)多條膠帶機(jī)（設(shè)備）的集中控制和監(jiān)測，實現(xiàn)包括順／逆煤流控制和運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化控制；采用計算機(jī)分散式控制（DCS），其控制系統(tǒng)由地面監(jiān)控中心、通信傳輸系統(tǒng)、井下控制器和傳感器、擴(kuò)音電話系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)等組成。永磁同步電動機(jī)采用滾動軸承，接地螺栓設(shè)置于電機(jī)非軸伸端。優(yōu)選的，永磁同步電動機(jī)采用TBVF系列礦用隔爆型三相永磁同步變頻電動機(jī)。支持雙向旋轉(zhuǎn)，定子測溫和軸承測溫根據(jù)實際使用需求設(shè)定涼城和報警值等采集數(shù)據(jù)傳感器參數(shù)數(shù)據(jù)；電源接線盒進(jìn)線口處可通過橡膠進(jìn)行密封，適用于不同直徑的引接線電纜引進(jìn)。冷卻水循環(huán)的水流溫度、水流量和水壓力根據(jù)實際作業(yè)環(huán)境進(jìn)行水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后，通過進(jìn)出水口進(jìn)入電動機(jī)進(jìn)行殼體和機(jī)身散熱降溫。傳感器可用于采集以下數(shù)據(jù)的傳感器，拉繩、跑偏、堆煤、煙霧、撕裂、張力、電壓、電流、溫度、速度及灑水電磁閥等，通過敷設(shè)光電纜與控制柜連接。可通過安裝全雙工數(shù)字?jǐn)U音電話：高級話機(jī)、普通話機(jī)，安裝語音網(wǎng)關(guān)，敷設(shè)電纜。每條皮帶機(jī)頭設(shè)置高級話機(jī)一臺，機(jī)身每150米設(shè)置普通話機(jī)一臺，井上下語音信號經(jīng)過語音網(wǎng)關(guān)接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)秸{(diào)度室。每部皮帶機(jī)頭、機(jī)身搭接點(diǎn)、機(jī)身重要部位安裝視頻監(jiān)控攝像頭臺，通過敷設(shè)光纜與控制柜連接。

四、總結(jié)：原有控制系統(tǒng)利用。原來已有的部分礦用隔爆兼本安型可編程控制器修改程序，增加遠(yuǎn)控功能，普通皮帶采用雙系統(tǒng)即具有遠(yuǎn)控和就地功能。如果系統(tǒng)有故障或井下現(xiàn)場檢修可通過按鈕進(jìn)行操作。通過數(shù)據(jù)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、存儲、分析和轉(zhuǎn)發(fā)的。本實用新型實施例中，通過核心交換機(jī)、服務(wù)器、防火墻、視頻光接收機(jī)、視頻分配器、流媒體視頻服務(wù)器、流媒體視頻錄像機(jī)等設(shè)備，實現(xiàn)對系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)的采集，存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的功能，同時所有工業(yè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過防火墻實現(xiàn)向礦局域網(wǎng)和集團(tuán)公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，保障了系統(tǒng)的安全性，保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步減少煤礦輸送系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)率，提高產(chǎn)能和企業(yè)效益。