皮带机加长卸载装置的设计及应用

皮带机加长卸载装置的设计及应用

刘洁,薛高丹,李雨珊

西安重装韩城煤矿机械有限公司 陕西省韩城市 邮编：715400

摘要：如今，随着我国经济的飞速发展，掘进工作面主运料巷内并行铺设着运输轨道和皮带机。现已在轨道侧帮掘出一条联络巷，在该联络巷内需铺设一条SDJ-150型皮带机，用于联络巷及其后方巷道掘进出矸，该皮带机需跨过轨道与运料巷皮带机搭接。故需在该皮带机机头处设计安装加高、加长卸载装置，以保证在不影响罐车及蓄电池机车正常通行的情况下，实现该联络巷皮带机向运料巷皮带机的运矸功能。因此，本着结构简单、拆装方便、稳定性强的原则设计出一套皮带机卸载的加长、加高装置，使皮带机的卸载装置能够顺利跨越下方的运料轨道，保证生产物料的运输和充填矸石的运输互不干涉。

关键词：皮带机加长；卸载装置；设计；应用

引言

皮带机为综采工作面的主要运输设备，其主要承担物料、原煤以及矸石的运输任务。随着工作面开采距离的不断深入，皮带机朝着大运量、高运速以及大功率方向发展。经统计，皮带机耗能在工作面所有设备的耗能中占比较高，实现皮带机的节能运输尤为重要。目前，综采工作面皮带机运行控制遵循逆煤流启动、顺煤流停车的控制原则，导致皮带机启动时间过长，处于空转状态时间也较长，进而导致无功能耗增加，效率低下。为解决上述问题，本文拟基于皮带机集中控制系统实现对其集中控制和监测管理，达到提升设备可靠性、减小能耗、提高运输效率的目的。

1井下皮带机控制系统现状分析

张家峁煤矿的生产能力设计为100万t/年，皮带机的运输距离为4.89km。目前，工作面的原煤运输系统包括有104/105配仓的输送机、101上仓的皮带机、工作面巷道的主皮带机以及5-2煤大巷的胶带机。工作面所有的皮带机控制方式采用逆煤流启动、顺煤流停车的原则控制。目前，工作面所配置的破碎机系统与皮带机相对独立，二者的运行状态不能实时共享。对于皮带机而言，5-2煤大巷的胶带机与其他皮带机处于隔绝状态，仅能够通过井下电话了解其运行状态，并缺乏保护措施；虽然其他皮带机操作系统共同集成于上位机，但是所集成的功能仅仅包括皮带机的联机启动和停车。结合井下皮带机的配置及相互关系，经分析和实践总结，可将井下皮带机控制系统所面临的问题归纳如下：1）主要依靠人工启动，对应的启动时间过长，继而导致无功能耗严重。目前，井下皮带机系统的启动顺序为104/105配仓的输送机—101上仓的皮带机—工作面巷道的主皮带机再到5-2煤大巷的胶带机。由于5-2煤大巷胶带机与其他皮带机处于隔绝状态，仅能够通过电话指挥现场人员通过人工方式完成5-2煤大巷胶带机的启动。据统计，当前工作面的所有皮带系统完全启动耗时为30min，皮带机空转时间较长，从而加剧了皮带电机及传动部件的磨损。2）井下皮带机控制系统未达到集中控制的目标，各设备的运行状态无法实时共享。由于井下皮带机控制系统无法实时共享各自的运行状态，导致其中一台皮带机出现故障时其他设备无法及时得出对应性的控制指令，导致井下运输的安全性降低，故障无法快速准确地定位提升维护周期和成本。

2皮带机加长卸载装置的设计及应用

2.1上位机软件

①人机界面。对于自动控制体系中的人机界面而言，可以帮助相关人员进行对整个系统进行监控，而这个过程中，键盘鼠标等都发挥着极大的作用。人机界面内的各个部分都有一定的简易性，便于工作人员的使用。而且，整个监控体系可以起到适时监控和数据成像的功能，还可以将所测得的数据以曲线形式打印出来。人机界面系统内主要使用了中文来进行提示，便于操作人员的工作，也在一定程度上简化整个操作过程，一旦出现任何的差错，警报措施就会发挥作用，最终的措施和警告结果都会被整理到中央库存档案中，为今后的工作累计经验。②图形界面。整个自动控制体系的图形界面都是为了显示数据，而且显示手段多种多样，显示形式也各有差异。但所有的方式也有其统一性，即可以利用动画来进行数据的凸显，具有一定的便捷性。③故障信息database。在整个自动控制体系中，故障信息database发挥着信息储存的作用，可以对各类信息进行储存查询等功能，并且还能对故障情况进行实时监控，一旦发现任何问题都可以对其进行及时的排查，为工作人员节省检修时间。

2.2检修工作

在检修皮带机的过程中，需要做好以下两方面的工作：a)对皮带机的皮带、滚筒等进行检查，确保类似设备没有偏离既定位置，没有被异物卡阻；b)清理皮带机各个空隙当中的煤灰，同时对撒煤、漏煤的地方进行必要性修补，以防在作业过程中因煤灰过多堆积而造成短路或者引发其他事故。在检修过程中，需要特别注意皮带托辊的位置是否合理，如果托辊侧滑，或者偏离了既定的位置，此时皮带机便会出现撒煤现象。

2.3选择检测模块型号

当智能控制系统正常运行时，要检测皮带机的耗电量、皮带速度、煤流量。1）检测煤流量。在选择电子皮带秤的型号时，其型号所选用的是ICS-ST电子皮带秤，该ICS-ST电子皮带秤所设计的范围是煤矿，能够动态检测煤流量，可以对累加误差进行控制，把其控制到0.25%～1%中。从结构方面讲，智能采集模块、重量传感器、速度传感器及支架构成了电子皮带秤。支架中安装着重量传感器与速度传感器，传感器所采集的全部数据被采集模块所处理，并对煤流量进行分析。2）检测电机功率。EDA9033A模块主要作用就是检测电机正常工作的功率，在变频器内嵌入该模块。EDA9033A模块有比较广的检测区域，电流与电压二者量程对应的是1～1000A与10～500V，经过检测电流与电压，就能对电机功率进行分析[3]。3）检测皮带速度。GSH5型速度传感器使用时滚筒支架内安装GSH5型速度传感器，该传感器能够检测滚筒所转动的速度，然后再以滚筒半径为依据来计算皮带正常运行的速度。

2.4打滑处理

皮带机在工作过程中经常会出现皮带打滑的现象。皮带打滑的主要原因包括皮带上的煤量剧增、滚筒的磨损达到了报废程度和皮带被异物或煤炭块卡住。针对皮带打滑的现象，工作人员只需要对运输的煤量进行范围性控制，并且需要经常检查滚筒的磨损程度，当发现达到报废标准时，需尽快更换。另外，当皮带被异物卡住之后，工作人员切不可在开机的状态下拉扯皮带，这样会对工作人员人身安全和设备的安全都构成威胁，而是要关机检修，然后重启工作。

结语

在生产实践中设计了带式输送机自动控制系统，根据有关保护需要应用各种传感器，引入了S7-300PLC，确定使用的PLC的型号与功能模块，在此基础上，还对控制流程图进行设计，通过PLC语言进行了自动控制程序编写。此外，还配置了inTouch来负责实现显示功能，从而实现对机械设备的自动化操控。

参考文献

[1]宋伟.井下皮带输送机运行状态在线监测系统［D］.青岛：青岛科技大学，2019.

[2]雷宏.基于SolidWorks的DSJ100/200带式输送机参数化设计的研究［J］.机械管理开发，2019(10)：11-12.

[3]宋亚建.塌陷区野外带式输送机的设计研究［J］.机械管理开发，2019(10)：14-16.

[4]王丽萍.基于单片机AT89C2051的新型皮带机跑偏保护装置[J].金属矿山，2020（6）：42-44.

[5]杨扬，孙庆堃.皮带配料秤中PID控制的实际应用[J].浙江工业大学学报，2021（2）：21-24.