吴涛

（中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710055）

我国的输送机与国际先进的带式输送机相比，在设备精度、功能、智能化等方面还存在很多不足。如果煤矿带式输送机出现故障，将影响煤矿运输，造成一定的经济损失。本文分析了煤矿带式输送机的应用现状，分析了煤矿带式输送机智能化关键技术，并提出了一些可以有效提高煤矿运输效率的预防措施，以供相关人员进行参考。

1 煤矿带式输送机的应用现状

带式输送机在运行时表现为主动辊和尾辊形式，运行时形成环形带，控制整个机械带式输送机的输送速度。煤矿带式输送机在运行的同时，还可以采用托辊的形式控制整个带式输送机的异地传动，延长机械设备的张力, 保证机械带式输送机的安全。还可以利用带式输送机运行过程中驱动装置与滚筒之间的摩擦力，保持煤炭输送作业的平稳运行。煤矿带式输送机在运行时主要以水平倾斜的形式运行，一般情况下，带式输送机的倾斜角主要在16°以内，在严寒地区，带式输送机的倾斜角必须控制在14°以内，以确保煤炭运输的安全。

在实际使用中，煤矿带式输送机可在各种工作环境中伸缩运行，增加了设备的承载能力，延长了运输距离，保证了煤矿运输作业的顺利进行，提高了煤炭的生产质量和效率。带式输送机在煤矿运输中的应用，可以有效提高经济效益，促进煤矿行业的快速发展。此外，我国一些科研院所充分考虑了带式输送机在动态运行中的状况，将智能化关键技术应用于带式输送机，并取得了一定的成果。煤矿带式输送机需要不断地发展和改革，以满足我国煤炭生产的需要。在改造过程中，解决了大型煤矿带式输送机的需求。但我国煤矿井下带式输送机与国外一些煤矿井下带式输送机相比仍有较大差距，国外大型带式输送机在运行性能方面优于国产大型带式输送机，我国大型带式输送机仍需不断发展。

在煤矿带式输送机的未来发展中，机电一体化技术和动态监测技术将得到更广泛的应用，实现动态监控带式输送机的工作状态，提高设备的工作能力和输送效率，降低输送设备的动态张力，煤矿带式输送机的设计采用了更加智能化的技术。

2 煤矿带式输送机智能化关键技术浅析

2.1 实时监测诊断技术

输送带是带式输送机中最不耐用的部件，输送带在运行时有不同的类型和尺寸，负载处于非常复杂的应力条件下，容易损坏，常见的损坏类型有接头断裂、纵向撕裂、过张力、火灾和传送带脱开。为实现带式输送机对上述安全隐患的实时监控和综合防护，应建立综合监控系统，计算托辊是否打滑，防止输送带起火。上述监测结果最终由计算机实时采集、存储、校准、诊断和展示。

2.2 输送机多电机功率平衡智能控制

目前大多数输送系统采用的功率平衡调整方法是通过扭矩控制进行功率平衡调整，但由于扭矩传感器的增大和扭矩的减小导致检测精度下降，主要用于低功率负载驱动的输送机系统，不能满足大功率多电机驱动输送系统。通过比较各种控制方法实现输送机运行时的动态功率平衡控制，我们发现主驱动电机的变频控制器可以实现输送机运行时驱动器的矢量控制，将相应的调整信号传递给相应的驱动电机逆变器，并将设定的调整功率信号提供给各个变频器，保证各个驱动电机输出功率的一致性。输送系统的工作带速度由主驱动电机调节，因此需要根据主驱动电机的工作状态调整各从电机的工作状态，因此该多电机功率平衡调节模式称之为主从控制模型。

2.3 集中式多机协同控制技术

在煤矿的主煤流系统中，各带式输送机之间的重叠关系复杂，每台带式输送机独立运行，经常出现设备干运转、设备利用效率低等问题，这就需要一个控制系统。系统应包括协同控制器、带式输送机测控单元、负荷传感器、煤仓煤位传感器、煤仓给煤机控制器等。协同控制器将采集到的煤仓运行状态、输送量、煤位等数据通过工业以太网环网交换机传输到工业以太网，在投料的同时，根据接收到的不同区域的数据，综合分析调整本系统的控制策略。

2.4 机器人检测技术

对于带式输送机的缺陷检测任务，通常沿带式输送机进行人工检查和维护，这种方式工作量大，缺陷检测不可靠、不及时，大大加剧了安全隐患，对带式输送机的安全运行非常不利。因此，有必要构建一个智能无人机器人巡检系统，可以对带式输送机的运行情况、操作人员的操作等视觉信息进行全方位、多角度的检测。煤矿井下复杂的井下环境和带式输送机恶劣的运行条件对传感器的稳定性和精度有一定的影响，因此巡检机器人需要一定的抗干扰功能。此外，巡检系统还必须具备自动充电、实时定位跟踪、无线通信等功能，使巡检机器人在供电、远程控制、数据交换等方面表现出良好的性能。机器人检查系统包括子系统，这些子系统必须包括驱动系统、音频和视频采集系统、语音对讲系统、环境传感系统以及防撞和避险系统。驱动系统主要负责控制巡检机器人在轨道上的启动、停止和运动。视听采集系统用于带式输送机的实时图像和声音传输，不仅可以监控，还可以监控煤炭流量以及是否有人员穿越等违规行为。语音对讲系统用于管理人员与现场工作人员的实时沟通，方便现场工作人员及时报告问题，提高处理效率。环境传感系统用于对带式输送机运行环境中的温度、湿度和烟雾进行连续和不间断的监测，并用于发出过量条件的警报。

3 煤矿带式输送机的发展趋势

带式输送机专用于煤矿井下作业，带宽1.6m，输送距离约7km，我国煤矿带式输送机设备将进一步增加运输距离和设备能力规模。带式输送机将从单一的输送机发展到多台设备的联合使用，同时提高运行故障的自动判断和处理能力，更好地适应特殊情况。煤炭生产经营环境条件。煤矿带式输送机、自控启动传动装置和先进的调速制动装置、变压变频、具有自清洁功能的滚筒装置、尾部快速自动运动装置和高速滚筒部件已广泛应用于带式输送机，还有更多新型的自动化监控、计量和消防设备。世界上有成熟的技术，但我国在该领域的技术还比较落后或处于空白阶段，需要相关科研人员和单位加大技术研发力度和技术创新。

我国煤矿带式输送机经历了较长的发展时期，已形成输送距离长、带速高、输送量大、产量高的特点。在煤矿带式输送机的未来发展中，机电一体化技术和动态监测技术将得到更广泛的应用，能够降低输送设备的动态张力，煤矿带式输送机的设计采用了更加智能化的技术，增加了计算机软件系统的应用。带式输送机本身是一种连续输送设备，如果在运行过程中使用不充分，会造成资源的浪费，因此，在今后的发展中，带式输送机将进行改造，提高安全性，加强对煤矿带式输送机的智能化研究，延长带式输送机的使用寿命。无论是固定式带式输送机还是伸缩式带式输送机，其技术都达到了国际水平，大型带式输送机的关键智能技术是软启动和自适应张力控制。

为实现煤矿高产、高效的生产要求，带式输送机必须不断提高自身的承载能力，因此在未来的发展中，带式输送机将逐渐发展为规模化开发和运输，运输量逐渐达到3000～7000t/h，带速逐渐提高到4～6m/s。带式输送机本身是一种连续输送设备，如果在运行过程中没有得到充分利用，就会造成资源的浪费，因此，在未来的发展中，带式输送机将进行改造，以提高安全性，实现机器复用，发挥带式输送机最大的经济作用。在技术方面，带式输送机技术充分利用动态分析技术，提高系统安全性。带式输送机快速启动时张力过大会严重损坏带式输送机，因此带式输送机的控制逐渐实现了可控启动技术，以降低输送带启动时的张力。

4 结语

目前，机械化采煤技术越来越先进，采煤效率大大提高。随着煤矿智能化建设的进程，作为煤炭生产必不可少的设备的带式输送机也必须得到充分利用。通过突破技术壁垒，进行技术集成，开发一系列有效的智能解决方案，通过多机集中协同控制技术、机器人巡检技术等高精度技术的应用，实现煤矿带式输送机软启动、运行参数动态调整、安全隐患预警、现场故障排除、实时人机交互等，可以起到积极的作用，在提高工作效率的同时，也会实现良好的技术经济效益。