特大型主斜井带式输送机技术方案的制定.pdf

2 0 0 9年第3期 煤矿机电 8 9 特大型主斜井带式输送机技术方案的制定 陈旭 忠 同煤国电集团 同忻煤矿，山西 大同 0 3 7 0 0 3 摘要 同忻煤矿主斜井带式输送机是特大型输送机， 介绍了在制定其技术方案时， 是采用两台 输送机进行搭接还是用一台输送机 ， 是采用机头集中驱动还是 多点驱 动， 以及如何保证 多台电机速 度 同步并达到转矩功率平衡 ， 如何对中间驱动部分进行有效的控制等方面关键技术。 关键词 特大型输送机 ；技术方案制定 ；性能比较 中图分类号 T D 5 2 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 9 0 3 0 0 8 9 0 2 M a p o u t T e c h n ic a l P r o j e c t o f B e lt C o n v e y o r i n O v e r s i z e Ma i n a n d I n c l i n e d S h a ft CHEN Xu z h o n g T o n g x i C o a l Mi n e ， T o n g C o a l a n d G u o d i a n G r o u p C o ． ， L t d ． ， D a t o n g 0 3 7 0 0 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e b e l t c o n v e y o r i n ma i n i n c l i n e d s h a f t o f T o n g x i n C o a l Mi n e i s o n e o f t h e o v e r s i z e c o n v e y o r s a t p r e s e n t ．T h e d e v e l o p me n t o f t e c h n i c a l p r o j e c t i s i n t r o d u c e d ，i n t h e p r o c e s s o f k e y t e c h n o l o g i e s t o b e d i s c u s s e d i n c l u d i n g o n l y o n e o r l i n k i n g t wo c o n v e y o r s a d o pt e d，d r i v i n g c o n v e y o r c o n c e n t r a t e d o r mu l t i p o i nt c o n t r o l ，a nd h o w t o a d v a n c e t h e s y n c h r o n o u s r e v s o f mu l t i p l e mo t o r s t o a c h i e v e a b a l a n c e o f t o r q u e，h o w t o c o n t r o l e f f e c t i v e l y t h e d riv e u ni t i n mi d d l e ． K e y w o r d s o v e r s i z e c o n v e y o r ； d e v e l o p m e n t o f t e c h n i c a l p r o j e c t 1 概述 同煤国电集团同忻煤矿年产量 1 0 0 0万 t ， 主井 井筒宽 4 m、 墙高 1 ． 2 m、 巷高 3 ． 4 m， 为半圆型拱断 面 ， 平均倾角 4 ． 5 。 。采用 带式输送机运输 ， 输送 机 带宽 B1 8 0 0 m m， 带速 V 5 m ／ s 。运量 Q 4 8 0 0 t ／ h ， 运距 L 4 7 0 m， 提升高度 H3 6 5 m， 该输送机 是 目前国内外特大型输送机之一 ， 为此 ， 在确定技术 方案时， 我们对如何保证多台电动机驱动速度同步 并达到转矩功率平衡等问题作出了仔细地分析与比 较， 以确保该机高效、 正常地运行。 2 技术方案的确定 1 整机布局 如果采用机头集 中 2 2驱动方式 ， 则 4套驱动 装置每套电动机功率为 N 2 5 5 0 k W， 传动滚筒直 径 I2 5 0 0 m m， 其优点是减少了中间环节 ， 只需要 一 套拉 紧装置， 系统简单； 存 在的 问题 是没 有 S T 8 0 0 0高强度的阻然钢绳芯带 ， 每个驱动单元结构 庞大。目前 ， 采用机头集 中驱 动方式 的最大输送机 为西 山晋兴能源有 限责任公司斜沟煤矿 1号的主斜 井输送机 ， 但其运量仅为 4 5 0 0 t ／ h ， 运距为 1 2 5 6 m， 带宽为 1 ． 8 m， 带速 5 m ／ s ， 倾角 1 5 。 ， 功率 N 4 2 0 0 0 k W， 带强 S T 5 4 0 0 ， 传动滚筒直径 D 2 0 4 0 i n I n ， 电压等级 1 0 k V。 如果采用两台带式输送机搭接输送 ， 驱动装置 的配置及带强能满足要求， 但机头机尾搭接处高度 达到 6 m左右， 需要两套拉紧装置， 系统复杂， 管理 难度大 ， 搭接处峒室支护困难 。 如何才能做到既能降低带强， 又能缩小驱动装 置的外形尺寸， 又能解决搭接处结构复杂、 高度尺寸 大的问题呢经过多次分析 比较 ， 最后确定采用带 转载式 中间驱动一条 布置形式。计算结果是 带强 S T 4 5 0 0 ， 安全系数 7 ． 7 ， 中间驱动装置距机头约2 ． 3 k m， 轴功率为7 8 1 0 k W， 电动机功率为 1 0 8 0 0 k W。 2 驱动方式的选择 - 9 0 煤矿机电 2 0 0 9 年第3 期 目前能满足要求的软启动装置有 C S T 、 调速型 液力偶合器及变频器三种 ， 前两种能满足防爆要求 ， 后一种不防爆， 但可以将它布置在井 口房内， 再从井 口房将屏蔽电缆接到中间驱动电动机上。 目前 巴杜 公 司软 启 动 装 置 的 最 大 型 号 是 1 9 5 0 K S ， 因此如采用 C S T软启动， 则驱动单元需采 用 41 4 0 0 k W 41 4 0 0 k W 形式。如采用西门 子罗宾变频器或 V O I T H调速型偶合器软启动 ， 驱动 单元可采用 31 8 0 0 k W 31 8 0 0 k W 形式。经 对三种软启动装置的特性 比较后可以看 出， 采用变 频软启动的优点较多 ， 目前国内应用得也较多 ， 技术 上也较成熟， 因此决定采用高压变频装置作为本机 的软启动装置。表 1 是三种软启动装置的特性比较 结果 表 1 三种软启动装置 的特l 生 3 六驱动 31 8 0 0 k W 31 8 0 0 k W 变频 系统 西 门子罗宾完美无谐波系列高压变频装置 ， 单 台电机功率为 1 8 5 0 k W， 考虑到过载能力裕量 ， 选 用 6台型号为 P H． 1 0 - 6 - 2 2 5 0高压变频器 ， 持续负载 可达2 2 5 0 k W， 输出电压 0～ 6 6 0 0 V， 功率单元 电流 统值为 2 6 0 A 。经使用表明 这种变频 器能够长期 可靠地应用于长距离大功率恒转距负载的带式输送 机上， 具有启动转距大、 过载能力强、 并能提供可调 验带速度 ， 可在轻载重载等各种工况下可靠 、 有效地 控制带式输送机柔性负载的起制过程， 降低起制动 对机械和电气系统的冲击 ， 避免洒料与叠带， 有效抑 制动态张力对整机造成的危害 ， 增加了系统的安全 性和可靠性 ， 延长了设备的使用寿命。 由于这 6台电动机既要速度 同步， 又要保持功 率平衡 ， 所以它们 的控制方式是相互关联的。采用 P L C控制器 内置的西 门子研发 的输 送机控 制软 件 和 d r o o p c o n t r o l 技术 ， 使 6台变频器均处于速度 闭环运行模式 ， 保证了 6台电动机之间速度同步， 又 能达到转矩平衡。中间驱动部采用张力传感器控制 中间驱动设备 的起动时间。矢量控制技术的应用 ， 使系统具有极高的动态响应速度和响应精度 ， 在低 速下具有较大的转矩和转矩过载能力 ， 能够满足恒 转矩负载驱动的要求 。 3主要部件的配置 输送机主要部件的配置见表 2所示。 表 2 输送 机主 要部件配置表 作者简介 陈旭忠 1 9 7 1 一 ， 男， 高级工程师。2 0 0 8年毕业于中国 矿业大学， 现任 同煤 国电集团同忻煤矿董事长。 收稿 日期 2 0 0 81 21 8 ； 责任编辑 陈锡强 ， ，，’l，’，，l’l，’l，l’，l， ’ll’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’ ’ ’ ’’⋯⋯’⋯、 请从速订阅 2 0 0 9年 煤矿机 电 杂志 请从速订阅 年 煤矿机 电 杂志 “ 本 刊 邮 发 代 号 4 -7 8 34 -7 8 3 。 地 址 上 海 天 钥 桥 路 1 号 煤 科 大 厦 1 8 楼 ， 邮 编 2 0 0 0 3 0 ； 本 刊 邮 发 代 号 。 地 址 上 海 天 钥 桥 路号 煤 科 大 厦 楼 ， 邮 编 i ； 电 话 0 2 1 6 4 3 8 2 3 4 4 - 2 8 0 7 ， 2 8 0 4 2 电 话 ， i ．t 。 。 ,qK 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 ’t I t● I I ‘ ● ‘ I I I ‘ t ‘ I I ● t ‘ I I I t ‘ I I I I I ‘ I I I ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ I ‘ I I t ‘ I I I ‘ I I ‘ I ‘ I I l I l l I I ⋯ ⋯ ⋯ ‘ ⋯ ’ ’ ⋯ ⋯ ’ 一 一