煤矿带式输送机主要由驱动单元、驱动滚筒、换向滚筒、张紧装置、托辊组、装卸载装置、皮带、清扫器及首尾架、中间支架和支腿及电气保护装置等组成。输送带经驱动滚筒、各换向滚筒以及预紧滚筒形成封闭的回路，托辊支撑在输送带下面，上部承载托辊是由三个小托辊组成的“凹形”托辊组，下部托辊因不承受载荷，呈直线型。

带式输送机的工作原理是以输送带作为牵引和承载结构，煤炭经过各类给料装置，连续地卸装于输送机的受料部位，再通过驱动滚筒与输送带之间产生的摩擦力牵引输送带运行，此时，煤炭和输送带之间相对静止随同运行，以达到连续输送煤炭的任务。张紧装置为输送带提供足够大的预紧力，保证输送带与相接触的驱动滚筒之间产生足够大的摩擦力，防止输送带产生打滑现象，减少电能的损耗。其原理示意图如图1所示：

1  长距离带式输送机应用背景

目前，煤矿带式输送机是应用效果最好的连接动作式主运设备，具有高带速、大运量、大功率、长距离、低能耗、长寿命以及智能化等优点，是现代化高产高效矿井 运输的核心设备。随着我国高产高效大型矿井的发展，我国煤矿开采工作面顺槽运输长度已达到6km。我国煤 矿带式输送机稳定带速可达 6 . 3m/s，运输能力可达4950t/h；大倾角（倾角大于25°）运输能力可达350t/h; 根据调研显示，国外工作面顺槽的运输长度达到7km以上，大型煤矿带式输送机的运输能力可达5500t/h ，稳定带速可达10m/s 左右，最高带速可超 15m/s 左右。国内常见的煤炭井工开采巷道所用的可伸缩带式输送机主要是机头集中驱动方式，最长输送距离可达3000m左右。但是，超长距离集中驱动的可伸缩带式输送机仍然存在诸多技术难题，其中，超长距离运输产生的运行阻力对整机驱动功率和输送带强度提出了严苛的要求。 我国传统煤矿带式输送机的驱动方式普遍采用调速型液力偶合器、CST可控驱动装置以及圆锥—圆柱齿轮减速器。随着变频技术在煤矿的快速发展及应用，多数改造或新建的煤矿带式输送机逐渐转向采用变频器控制方式，从启动的平滑性、调速的响应速度以及节能效果角度分析，采用变频器驱动方式都是最优方案。

2  长距离带式输送机应用举例

我国现代化矿井应用长距离带式输送机案例较多，本文选取以下案例重点介绍。

案例一：国家能源集团神东煤炭集团立项研发了6000m机头集中驱动智能变频可伸缩带式输送机，运输能力达3000t/h ，可满足3000 ~ 6000m不同长度工作面的生产需求。首台样机在上湾煤矿12302工作面完成安装，实际长度5360m，试验期间工作面推进4201m，累计过煤量746 . 5 万t，设备运行稳定可靠，效果良好。其长距离集中驱动煤矿带式输送机达到简化顺槽运输系统、减少矿务工程及安装回撤和维护的工作量、减少岗位人员、降低使用成本以及提高煤炭生产效率等目的。

案例二：山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿设计年产1500 万t , 主要运输采用长距离带式输送机，设备参数如下：输送带宽度为1 . 6 m ,输送带强度为ST2500 - 13300n/mm，额定带速为4 . 5m/s ，输送机的总长为6240m，提升高度为29 . 3m，运量为4000t/h，驱动功率为4×1000kW ,使用电压10000V ,使用效果良好。

案例三：神华亿利能源股份有限公司黄玉川煤矿主运系统采用宁夏西北煤机厂生产的代号DT1043，DTL180/350/2×1600型矿用输送机，为该矿南北大巷带式输送机。其中带宽为1800m ，机身长度3720m，最大设计倾角为-0. 77°~ 3 °，机尾受料。运输能力为3500t/h , 输送带电机参数为2×1600kW、3 . 3kV ，额定带速为4．0m/s，采用ST4500阻燃型钢缆输送带，变频器启动调速控制，使用效果良好。

3  长距离带式输送机关键技术

超长运距带式输送机主要的关键技术是高速低阻托辊、新型液压张紧控制技术、智能变频调速驱动技术等核心技术。按传统带式输送机设计理论分析。当机头集中驱动的带式输送机运距达到6000m以上，同时应用普通托辊、普通带面及选择一般带速，所需等量驱动功率为3×1000kW。以原3000m机头集中驱动的顺槽可伸缩带式输送机的基本技术参数为基础，对6000m巷道带式输送机所需等量驱动功率和等量输送带强度进行测算，在运距增加1倍的情况下，所需输送带等量带强为3600N/mm，但目前市场上尚未出现强度达到3600N/mm 的输送带，如果定向研发，成本则很高，带面的质量也需要增加，显然3×1000kW的等量功率将不够使用，整机的电能耗将会增大。

当顺槽巷道长度为3000 ~ 6000m时，安装单部输送机无法满足3000m以上距离运输巷长度的要求。传统的配套方式一般为“2 部3000m单机进行拼接”，另一种方式为“加中部驱动的超长输送机”。目前，这2种方式均可以实现超长距离的运送，但由于两种方式都采用了2点布置的方案，自然增加了机头硐室、安装基础、中部多点驱动设备以及维修维护等费用，使整体的建设及运行费用较高，使日常的基础维护复杂，难以满足绿色生产、环境保护、安全防护、质量管理的要求。

3 . 1 低阻托辊技术

带式输送机的能耗控制技术主要是对带式输送机实现整体优化控制。首先是对生产运输流程进行优化控制 ，其次是对电机功率进行优化控制，最后是对控制速度进行优化控制。

神东煤炭集团研究6000m机头集中驱动带式输送机的整机降阻技术，使输送机的整机运行阻力下降了24 . 1% 、摩擦因数降至0 . 0195，同时降低对输送机强度和驱动电机功率的要求，使超长距离单机控制具有了一 定的可行性。主要的降阻源有以下两点：①采用不锈钢 材质的托辊表皮材料、低阻型轴承和迷宫密封技术，并结合新型的生产装配工艺，开发了低阻力、长寿命的新型托辊。②提升带速至4 . 5m/s，较原有的3000m带式输送机（带速为4 . 18m/s ）提高了 7 . 7% ,使整机载荷的水平运行阻力降低4 . 2% ,通过合理选择带面以及带速 ，使运行阻力共计降低16% 。

3 . 2  自动张紧控制技术

根据带式输送机的胶带运行情况，提供给胶带合适的张力和快速响应的能力是实现带式输送机长距离运 送的关键技术之一。

目前，带式输送机张紧系统如液压制动张紧、电液控张紧，将输送带张力控制在一个固定的张力区间，导致无法根据带式输送机长度及负载的变化自动准确调整张力区间，并且响应速度慢，张力控制不及时，难以满足超长距离带式输送机的张力系统控制要求。因此，长距离带式输送机使用要求需要具有张紧力可调的张紧装置，即同时可满足启动阶段带式输送机的动态防滑要求，匀速阶段张紧力降低至以能够维持输送机正常运行且阻力最小。这样就可以避免长距离输送带启动时的波动打滑现象。

液压自动张紧装置采用液压绞车和液压缓冲装置来执行张紧动作。带式输送机启动时，检测装置检测松边输送带的松紧程度，并且控制单元控制液压油缸和张紧绞车，及时拉紧输送带，可极大程度地改善输送机的启动性能，进而减缓甚至消除输送带张紧状态下的波动、打滑现象。液压自动张紧装置能够完全实现：输送机启动时，张力增大，正常运行时，张力减小的张紧动作，以满足胶带启动时防打滑和稳定运行时降阻保护皮带的差异化拉力响应的多重要求。这样既满足了安全运行要求，又节省了能耗且延长了输送带的使用寿命，为应用单位带来一定的经济效益。在带式输送机正常运输时，因运量变动而引起的输送带张紧力变化对设 备稳定运行有一定的影响，因此，可由自动张紧装置的张紧力缓冲装置进行调整，这样既可以避免张紧液压系统的频繁启停，又可以在线监测输送带张紧力，使输送带的张紧力更加平稳、合理和安全。其张紧装置原理如图2所示：

3 . 3 智能变频驱动技术

带式输送机变频调速系统主要由变频器本体、供电 系统和控制单元组成 。其中，变频器的本体部分是由可控硅整流和多个IGBT 功率元器件组成的逆变器，旨在实现对电动机的速度调节以及模块保护等功能。变频器通过供电系统发馈到电开关，把进入整流模块的交流电转换为直流电，然后经过滤波电容和IGBT，再将直流电变为交流电，从而实现对电机的供电。变频智能调速技术在煤矿运输机械中的应用，对提高煤矿生产企业运输系统的安全性、经济性、运输效率以及促进煤矿企业绿色环保低碳生产具有重要意义，同时也为智慧化矿山建设提供了基础保障。

3 . 4 智能化煤流控制系统

智能化煤流控制系统是在刮板输送机、带式输送 机、给煤机、除铁器以及煤仓等运输终端进行数据采集，将采集的数据于统一平台整合、管理、建模分析，应用人工智能大数据技术进行数据挖掘并智能决策。构建基于煤流( 顺/逆) 物联网的智能检测监控平台，实现智能化工作面煤炭的装、转、破、送、提五大煤流控制环节的协同、连续、高效运行。该系统比较庞大且复杂，但是集成后可一键启停、智能巡检。

4  带式输送机的使用注意事项

煤矿带式输送机操作工须严格按照规定信号开机、 停车。巡检设备时，巡检工必须通知操作工停机，并且待闭锁电气控制开关后方可作业。维修完毕后试运转时必须与操作工取得联系，在通知周围有关人员后方可发出启动信号、送电试机。巡检过程中，如果发现胶带过松等现象，必须立即进行张紧胶带，紧带过程中禁用手掰、撬棍别等危险操作，对托辊、驱动滚筒上有煤泥等黏粘物严禁用手或其他利器进行清理，托辊转动不灵活时，要及时更换，此外，胶带跑偏时应及时进行调整，严禁手抓脚蹬运行中的输送带。

煤矿带式输送机维护工作分为日检、周检、月检、半 年检四类。应按照各类规程的内容进行严格巡检，若发现故障，及时处理;每种带式输送机的零部件润滑方式各有特点，须按设备的使用维护操作说明书严格执行并确保设备能够正常运行。设备的操作维修工应完全掌 握设备使用特点，认真负责，科学管理，规范操作。

5  总结

综上所述，带式输送机具有长距离、高带速、大运量的优点，现已成为大型煤矿的主力运输设备，其智能化煤流控制系统为煤矿智能化生产提供了保障。目前，超长距离智能化带式输送机成为智慧矿山运输机械发展的主要方向，是国内外专家、学者的研究热点。带式输送机相关的操作人员应该掌握设备的优缺点、使用方法以及注意事项，在使用过程中严格遵守作业规程，保障设备顺利安全生产。