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1、煤矿运输系统,机电设备管理部 周树生,。,第一节：煤矿运输设备的发展现状和发展趋势,。,一、刮板输送机的技术特点和发展现状,工作面刮板输送机与滚筒采煤机、液压支架形成“三机”配套的综采设备。1964年，我国第一台圆环链可弯曲刮板输送机即SGW一44型刮板输送机研制成功。20世纪80年代中期，我国刮板输送基本形成了槽宽730mm和764 mm的两大系列、多种型式的刮板输送机。90年代研制成功整体铸焊溜槽、交叉侧卸式刮板输送机。“九五期间，研制出具备可伸缩机尾调链装置的综放工作面配套输送机，满足了日产10000-13000 t、年产300400 Mt的生产需要。80年代后期以来，工作面刮板输送机技
2、术发展可概括为“三大(大运量、大运距、大功率)、二重(重型溜槽、重型链条)、一新(自动监测等新技术)”。,1重型铸焊或新型轧焊溜槽,铸焊溜槽将煤壁侧槽帮与铲煤板、采空区侧槽帮与挡煤板托架(包括推移耳板)铸成一体，同时将槽间连接哑铃插头和座窝以及与挡煤板连接螺栓的座孔等都靠精密铸造而成，然后再焊接耐磨中板和封底板，形成整体溜槽。,2大尺寸高强度链条组件,重型刮板输送机链条组件技术发展的重点是提高抗拉强度、抗冲击韧性和疲劳强度。双中链发展较快，已成为重型刮板输送机链条布置基本型式。链环圆钢直径不断增大，目前直径34 mm以上的链环大量使用，直径42 mm和直径46 mm的链环也已使用，并出现了直径
3、52 mm的链环。由于提高运输能力的需要，加之溜槽、链条、链轮等工作部件耐磨性能的增强，以及双速电动机启动性能的改善，工作面刮板输送机链速有提高的趋势。,3新型传动装置,为适应采煤工作面长度增加和运量增大，需要发展大功率的、具有良好启动特性和过载保护功能的电动机、减速器等传动装置。(1)双速变极电动机是近年来重型刮板输送机的基本驱动设备。一般多采用双绕组48极和41 2极，外壳水冷，法兰连接。(2)减速器的发展方向是功率大、体积小、重量轻、寿命长。为减小尺寸和重量，并适应侧卸机头垂直布置传动装置的需要，研制出结构紧凑的行星齿轮减速器。(3)为实现瞬时冲击过载保护，在无液力耦合器的条件下，除电气
4、系统装有电子保护、电动机热敏元件保护和相敏保护装置外，还有的在减速器中装有转矩限制装置。,4机头、机尾装置的改进,发展重点是交叉侧卸，降低高度，提高机架与链轮的强度和寿命。(1)侧卸机头已成为高产高效综合机械化采煤工作面刮板输送机的基本型式。(2)机尾高度关系到采煤机在工作面尾端开切口及下切问题，也需尽量降低。一般均使机尾链轮尽量接近底板，故机尾高度仅稍大于其链轮外圆直径。(3)为提高链轮组件的寿命，重型刮板输送机一般都采用7齿链轮，而不主张用6齿链轮。(4)机头、机尾架结构强度和刚度进一步提高。,二、刮板输送机的发展趋势,工作面刮板输送机随着综采技术的发展而继续向高产高效、自动化的方向发展，
5、其发展趋势是：(1)向大型化发展。装机功率为2800 kW4800 kW，输送能力为25004500th，输送距离为300350 m，链条规格为直径48 mm52 mm，溜槽内宽为13001500mm。(2)向高耐久性、高可靠性方向发展。减速器耐久性试验指标应通过15002000 h耐久性试验，输送机溜槽过煤量大于6 Mt，事故率小于3。,二、刮板输送机的发展趋势,(3)向智能化、自动化方向发展。采用CST可控驱动装置和ACTS自动调链装置及工况监测系统等。(4)向标准化、规范化方向发展。输送机零部件普遍标准化，规范化，保证设计、加工质量和水平。(5)向高适应性发展。适应不同综采工艺的工作面刮
6、板输送机，如综放工作面刮板输送机、刨煤机用输送机等，将继续得到发展。,三、带式输送机的技术特点和发展现状,随着高产高效矿井的不断涌现，对煤炭输送的要求也越来越高，带式输送机向长运距、高带速、大运量、大功率的方向发展，并已成为带式输送机的研究和开发的重点。目前 我国固定型和可伸缩带式输送机的带速最高为4 ms，单机长度小于5 km，输送量小于 3 000 th，带强最高为ST4000，输送机的监控设备功能少，可靠性较差，灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。,1向大型化和高速化方向发展,带式输送机的最高带速已达8 ms，带宽可达2 m，单机长度达16 km，单机驱动功率达1 100
7、kW，生产率高达4 500 th，带强可ST7300。,2不断完善驱动技术,美国Dodge公司利用液粘传动理论研制的CST装置可以控制输送机的启动速度和加速度；ABB公司的变频调速驱动装置可以直接控制输送转矩，可适用于单机和多机驱动，具有较高的传动效率。这些驱动系统同时可以通过载荷量的在线检测控制加载，实现多个驱动装置保持速度同步和功率平衡。,3开展动态分析研究,研究输送机的动力学性能对了解输送机的工作状态，完善输送机的设计理论，有着十分重要的意义。根据动态分析的结果确定输送机的启、制动方案(速度和加速度曲线)，各驱动点和张紧点布置及功率分配方案，可大大降低输送带的设计强度和输送机启、制动时对
8、电网和设备的冲击，延长设备的使用寿命，降低运行成本。,4采用多点驱动技术,多点驱动技术的关键是各驱动点的功率分配、功率平衡和启动延迟技术。国外设计的装机总功率达到10 100 kW的输送机即得益于这些关键难题的解决。该技术的应用，使带 式输送机的单机输送长度在理论上不受限制。,5实现在线检测和实时监控,发达国家的在线检测和实时监控功能有输送机运行速度、运行功率、输送带撕带、载荷分布和加载量控制、火灾监测等等。这些检测和监控功能可提高输送机运行的稳定性，减少或避免事故发生。,6加强对主要元部件的研究,除了驱动装置外，国外对元部件的研究集中在张紧装置、高速托辊、高效清扫装置、高强度输送带方面。如张
9、紧装置可实现张力自动调控，张紧行程大，解决了长运距输送机的张紧要求。,四、带式输送机发展趋势,近年来，我国在带式输送机驱动装置的研究方面做了许多工作，并先后研制出调速型液力耦合器和CST等软启动装置，实现启动加速度可控，基本解决了原有刚性启动方式带来的输送机启动时的冲击等问题。其中，液力耦合器的传动功率大，能够适应大型带式 输送机的驱动要求，但是它的调速精度和效率均较低；CST装置的调速精度较高，但目前国产的CST装置的最大传动功率仅为500 kW。,1实现在线检测和实时监控,输送机运行状态的在线检测和实时监控不仅有助于了解设备的运行状况，提高设备运行的稳定性和可靠性，也是煤矿安全生产必不可少
10、的技术手段。同时带式输送机输送带的张力和速度等实时检测数据还可为动态性能研究和其他关键技术和元部件的研究提供依据。我国的监控设备不仅功能少，而且灵敏度和可靠性都较差，急需进行这方面的研究 以缩小与国外的差距。,2开展动态性能研究,带式输送机的动态性能研究是带式输送机研究的基础，只有充分了解输送机运行时的动态特性，才能提出对各主要元部件的性能要求的发展方向。迄今为止，我国的输送机动态特性研究仅停留于理论分析阶段，急需相关的试验研究与验证。,3加强主要元部件研究,输送机的控制系统和主要元部件，如驱动装置、张紧装置、清扫装置、高速托辊、自移 机尾、高效储带装置等，都需要研究和改进，以适应不断发展的煤
11、矿生产的需要和输送机向大型化、高速化发展的要求。其中，驱动装置应发展大功率、调速精度和效率高的液粘可控传动装置，如能实现国产化，可大大提高大型带式输送机的发展速度；自动张紧装置应实现张紧力实时可测并可控，,3加强主要元部件研究,提高响应速度和响应精度，提高张紧行程，满足长距离、大运量、高速度带式输送机的要求。托辊是输送机上大量使用的易耗品，现有的国产托辊普遍存在的问题是运行阻力大、使用寿命短(仅为国外同类产品的30%40%)，解决这两个问题不但能够降低输送机的初期投资成本，而且能够大大降低输送机系统的运行维护成本。,4开展经济性和可靠性研究,经济性和可靠性研究在我国基本处于空白，由于现代化的高
12、速发展，设备越来越趋向大型化，投资成本相当大，因此，做好设备投资的经济性和可靠性研究，有助于合理投资方案，杜绝不必要的损失和浪费。,5开展对特殊机型输送机的研究,我国煤矿的地质条件复杂，为了适应不同场合物料输送和满足环保的要求，应积极开发特殊机型输送机，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、弯曲带式输送机和垂直提升输送机等。,第二节 输送机的选型,一、输送机的选型原则：1、由工作面的预期年产量或日产量参照输送机的设计输送能力确定大致的输送机型号范围。2、输送机的输送能力应大于采煤机的生产能力。3、工作面的实际铺设长度通常应小于输送机的设计长度。但要注意的是,输送机的输送能力是工作面长度和倾角的函
13、数,当工作面长度或倾角变化时,应对输送能力进行调整。尤其是工作面铺设长度超过设计长度时更要注意,应避免出现输送机能力不足的弊端。必要时,对于输送机的实际输送能力应咨询输送机设计工程师。4、输送机的中部槽高度应与开采条件相适应。较薄煤层和普通机械化开采应选用高度较矮的中部槽,高产高效综合机械化开采一般不受中部槽高度的限制。,5、工作面煤炭的可采储量应与输送机的寿命相适应。6、中双链输送机较边双链输送机具有更高的运行可靠性,尽量不采用单链输送机。7、性能相同(相近)的输送机建议选择圆环链规格较大的输送机,可大幅度减少圆环链断链事故的频次。8、现代输送机选型倾向于具有较大的功率储备。,9、单电机功率大于375kW 的输送机建议采用3300V电压供电。10、输送机的结构和尺寸应满足与其他设备总体配套要求。,
