关于煤矿带式输送机的结构和控制要求

摘要:本文对输煤系统进行了分析,着重对输煤系统中带式输送机的结构进行了介绍,分析了输送机各个主要部件的功能和它们之间的联系;同时对系统的控制要求进行了简单的阐述,主要对带式输送机的起动和运行,以及控制方式和系统主要功能的要求进行了介绍。

Abstract: This paper analyzes coal handling system, focusing on the introduction of structure of the belt conveyor coal handling system. The conveyor function of the major components and their links are analyzed; at the same time, the system control requirement is simply described and the starting and running of the belt conveyor, and control method and system requirements of the main functions are introduced.

关键词:带式输送机;设备;控制;要求

Key words: belt conveyor; equipment; control; requirements

中图分类号:TD40 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0253-02

1带式输送机概述

带式输送机是一种连续输送设备,它以挠性输送带作为物料的承载物件和牵引构件。根据摩擦原理,由驱动滚筒带动输送带,将物料输送到所需的地方。与其他类型的输送设备相比,带式输送机具有良好的性能,在连续装载的情况下能连续运输,生产率高,运行平稳可靠,输送连续均匀,工作过程中噪音小,结构简单,能量消耗小,运行维护费用低,维修方便,易于实现自动控制及远方操作等优点,因此,在输煤运行中得到了广泛的应用。

1.1 带式输送机的驱动装置目前,带式输送机有许多种驱动方式,如直流电机、绕线转子电机、变频调速系统、调速型液力祸合器、CST可控起动系统等。煤矿生产线对带式输送机运行可靠性的要求很高,要求在起动、停机或突然停电的情况下,带式输送机的起动和停机过程平稳且无冲击。CST可控起动装置是专门为重型输送机设计的,满足在重载工况下的起动和停机平稳的要求。

1.2 电控装置带式输送机的电控系统由微机控制柜、操作台及带式输送机的沿线保护类传感器组成。电控系统有以下一些功能:①系统采用可编程序控制器控制,具有集控、遥控、就地、手动、检修、闭锁等功能。②系统具有多级电机驱动的功率平衡功能,还能实现多台电机的分时起动。③在任何工况下,系统都能使带式输送机的起动和停车平稳、安全、可靠,从而达到软起动及软停车。在带式输送机的起动过程中采用可控起动传输装置实现软起动,制动过程中则采用变频调速制动器实现软停车。④集控单元可以和自动液压拉紧装置实现自动闭锁功能。⑤系统对运输线上的前后电控设备实现闭锁控制。⑥具有带式输送机的沿线急停保护、闸监视保护、溜槽堵塞检测保护、可控起动装置综合故障保护、温度保护等保护。⑦具有输送机中胶带的打滑保护、防跑偏保护、纵向撕裂保护、金属杂物检测及清除等保护。

1.3 胶带输送带在带式输送机中,既是承载构件又是牵引构件(钢丝绳牵引胶带输送机除外),它不仅要有承载能力,还要有足够的强度。输送带由芯体和覆盖层构成,芯体承受拉力,覆盖层保护芯体不受损伤和腐蚀。

常用的有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度-15～40℃之间。物料温度不超过50℃。向上输送散粒料的倾角12～24℃。对于大倾角输送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点,但对于气候的适应性差,易打滑和老化。带宽是带式输送机的主要技术参数。普通胶带的主要技术参数有宽度,帆布层数,工作面和非工作面覆盖胶厚度。

1.4 托辊托辊是用来承托胶带并随胶带的运行而做回转运动的部件,托辊的作用是支承胶带,减小胶带的运行阻力,使胶带的悬垂度不超过规定限度,保证胶带平稳运行。

1.5 自动张紧装置在输送机运行过程中,自动张紧装置可以依据不同工况下的张力需要对输送带的张紧力进行设定,其作用是使输送带有足够的张力,保证输送带和传动滚筒间产生摩擦力,使输送带不打滑,同时限制输送带在各托辊间的悬垂度,从而保证输送机的胶带在理想的状态下工作。当输送带张力小于规定值时,将输送带张紧;当输送带张力大于规定值时,松开输送带;当输送带张力达到规定值时,在高压油的作用下处于制动状态,保持输送带张力。

自动张紧装置还与带式输送机的电控装置(PLC控制器)连接,可以实现对输送机输送带驱动张紧的远距离控制,以使带式输送机能可靠、安全运行。

1.6 滚筒传动滚筒:是传递动力的主要部件,长面采用人字形橡胶胶面,具有摩擦系数大,排水性好,轴承采用油杯脂。

改向滚筒:主要是用于改变输送带运行方向,其表面采用平滑胶面层。改向滚筒可作为输送机的尾部滚筒,组成拉紧装置的拉紧滚筒并使胶带产生不同角度的改向。

改向滚筒有用铸铁制成和钢板制成两种,因橡胶具有弹性,可清除滚筒上的积煤,改向滚筒有全胶和不全胶两种,与非工作面接触的改向滚筒,一般不必全胶与皮带工作面接触的改向滚筒采用光面全胶形式,可有效防止其表面粘煤。

1.7 清扫装置在工作面上,采用旋转式清扫器进行一级清扫;在非工作面,采用空段清扫器。为了防止拉紧滚筒粘结,对垂直拉紧的带式输送机,在拉紧装置前设一级空段清扫器。在靠近机头部滚筒处设一组螺旋托辊,同时布置五组平行梳形托辊,以便清扫。

以上只是对带式输送机中部分主要装置进行了简单介绍,除此之外,还有导料槽、刮水装置、多路组合开关等装置,在此就不一一介绍了。

2系统的控制要求

在大型煤矿的生产过程中,带式输送机的运输线比较长,各类沿线保护装置的分布比较分散,因此,要实现煤矿的高效率生产,对带式输送机的控制系统就提出了较高的要求。以下就分几各部分,具体分析对带式输送机的控制要求。

2.1 带式输送机的起动与运行要求①保证恒定的起动力矩。带式输送机的运行过程中,负载对驱动设备的运行阻力矩只与自身负荷的大小、驱动滚筒半径、滚筒与皮带间的摩擦力等因素有关,而与转速的快慢无关,这是典型的恒转矩负载。②有尽量小的起动(制动)加速度。带式输送机的输送带是一种粘弹性体,要求缓慢起动,逐渐加速,需要较长的起动时间和较小的加速度。③要求有较大的起动张力和相对恒定的运行张力。带式输送机的起动过程中,作用到输送带上的张力要足够大,在两组承载托辊之间,输送带的垂度要保持不小于一定值;同时在任何负载的作用下,输送带的张力应保证输送带与滚筒之间不打滑。

2.2 系统对控制方式的要求由于带式输送机的运输线比较长,沿线装置比较多,为方便控制,系统要求设有集中控制和就地控制两种控制方式。

集中控制方式通过中央控制室来实现对设备的控制,这种方式还有两种选择:一种称为集中自动,是实现对整个系统的自动运行控制;另外一种是在控制室根据所接收到的现场信号,通过手动控制来实现对每台设备的控制,称为集中手动。

就地控制方式可以通过现场控制箱来实现对设备的控制,用于在工业现场就地处理一些紧急突况,同时也方便对单个设备进行检修和维护。

2.3 系统要有比较完善、齐全的功能在带式输送机的输煤过程中,涉及到的装置、部件比较繁琐,所以在系统设计的过程中,要求控制系统包含多种功能。

上位机监控显示功能:显示胶带速度、电流、煤量、跑偏、打滑、堆煤、烟雾、温度等运行参数和故障信号,实现自动语音报警及故障提示;在分站PLC上自动汉字提示及报警,且分站信息能在上位机上显示。

组网功能:与工业以太网和全矿井的监测监控系统联网,实现数据远传、远程监视功能。

系统运行的动态工艺流程图,实时数据的显示,良好的人机交互界面以及故障检测、实时的声光报警及历史报警记录、报表的显示及输出打印、对设备的保护系统等。

2.4 系统的运行要安全由于煤矿生产过程中危险因素比较多,对各方面设备的使用要求比较高,因此在系统的设计中,要求保证系统的运行安全可靠。例如:遇到紧急情况时的急停开关,遇有事故时的紧急报警以及相关设备的联锁和急停等等。

2.5 系统的技术要具有先进性在系统设计的过程中,要求尽量采用在国际上处于领先地位的技术和设备,以便保证系统在未来的一段时间内走在同行业的前列。同时保证系统的先进性,还可以减少二次投资的费用,实现效率优化。

2.6 系统的操作要简单明了在带式输送机的监控系统中,应该保证系统的操作简单明了,便于现场工作人员的操作,尤其对于一些紧急的报警,处理等按钮的标志要明显,以防止在出现突发事件时,有找不到处理按钮的情况出现。

2.7 系统的维护要方便在保证系统运行安全可靠的前提下,同时要保证系统的可维护性,便于设备的检修和维护。