稿件來源：《中國煤炭報》2022年1月6日03版

電機設備無需“修”  輸出轉矩零損耗

冀中能源股份公司段王煤業集團段王礦引入新設備解皮帶運輸難題

“再也不用擔心膠帶煤量過載、堵轉帶來的電機設備損壞了。”近日，冀中能源股份公司段王煤業集團段王礦皮帶運輸區電修工盧春光工作起來很輕松。

讓他和工友們感到舒心愉悅的，是段王礦不久前引進、用于井下膠帶輸送機上的礦用隔爆型三相永磁同步變頻電動滾筒（下稱電動滾筒），特性好、占用空間小、運行成本低，甚至只需每季度對滾筒簡單注油即可完成傳統意義上的設備檢修。

高故障率制約發展

帶式輸送機是實現原煤、物料從井下提升至地面的主要設備，包含主井、大巷和順槽三種形態，是目前廣泛采用的運輸裝備。段王礦井下有大大小小26條、1.593萬米帶式輸送機，但設備陳舊故障率高、維護線路長、人員投入量大，制約了礦井發展。

“運輸巷固定皮帶設備還好，采區搬家倒面頻繁，皮帶設備的故障率始終居高不下。”綜采一區區長馬俊青說。

翟榮濤是負責全礦機電管理的副礦長，也是機電管理的“老把式”，解決皮帶運輸生產力短板問題成為他和團隊攻關的目標。

“技術老舊的滾筒直驅電機與帶式輸送機傳動滾筒融為一體，半年需要進行一次解體維護。”翟榮濤說，“電機拆卸升井，運送到具有專業維護資質的廠家，拆卸、運輸、存放、安裝、聯接、試運行，一個環節都少不得，耗費了大量的時間和人工成本，還存在安全隱患。”

翟榮濤算了一筆賬，以段王礦2個采煤工作面每年安裝6部膠帶輸送機計算，像異步電機+減速機+高（低）速聯軸器這種傳統的傳動系統，每年滾筒、電機、液力耦合器以及減速器等外委維修費用達60萬元。

近幾年，段王礦先后升級改造了工作面視頻監控系統、遠程集中智能化供液系統，井下水泵房、變電所、避難硐室也基本實現了集中控制、無人值守，新工藝、新裝備的相繼投用，為段王礦帶來了實實在在的效益。

“若是膠帶輸送機也能實現智能化、集約化控制，礦井的運輸保障能力還會躍上一個新臺階。”馬俊青盼望設備提檔升級，運輸能力增量提質。

新裝備帶來新變化

2019年8月，段王礦與河北乾順節能科技有限公司合作，雙方著手對該礦井下傳統帶式輸送機實施改造。

“結合段王礦實際，我們對電動滾筒進行了多次智能識別保護系統平臺演示，設備在傳輸、分析、預警、控制等各方面均達到了預期。”電動滾筒的生產廠家、河北乾順節能科技有限公司董事長劉樹春說，設備具有軸承注油、排油裝置，運行3000小時只需加注1次潤滑脂，“由于取消了中間機械傳動環節，電動滾筒節約了對應的固定使用成本”。

一個月后，劉樹春帶領技術人員將2臺電動滾筒安裝于段王礦9510綜采工作面。

“投用即實現了無人值守，減少了6名值班人員和維護人員，當年維護費用支出減少了近20萬元。”翟榮濤說。

“傳統的異步電機通過減速機將力矩傳送于滾筒，傳遞過程中力矩損失量為10%至15%。”皮帶運輸區是最終使用單位，區長于潤貴覺得自己更有發言權。他說，電動滾筒取代了原異步電機+減速器+滾筒的驅動模式，將電機置于滾筒內部，實現了機電一體化；電動滾筒直接驅動皮帶，摒棄了中間傳動環節，提高了系統可靠性，縮短了傳動鏈，提高了效率，降低了故障率。

同時，段王礦技術人員進一步對電動滾筒的永磁材料實施勵磁。“較傳統電流勵磁電機功率因數顯著提高，減少了定子電流和電阻的損耗，穩定運行時無轉子銅耗，在20%至120%額定負載范圍內，可持續保持較高的傳動效率。”皮帶運輸區主管技術員陳鵬表示，電動滾筒集成度較高，也相應減少了設備對井下驅動空間的要求。

借勢全面推進智能化

段王礦綜采一區090509工作面運煤巷，2700米的巷道內只有運轉工候文平一人在除塵，“除了運轉皮帶，我還擔負‘后路’文明生產等工作”。

候文平說，之前可沒這么輕松。不是忙著清理淤煤，就是幫著修理工維修電機、減速器。

2021年5月，段王礦引進第二批3套6個電動滾筒，分別安裝于井下一水平、二水平綜采工作面，多個采區工作面皮帶實現了遠程集中控制和管理。

如今，候文平只需在皮帶機頭按下按鈕，就可開啟或停止工作面內2部運輸皮帶。換裝電動滾筒之后，巷道內的噪音也隨之下降。“打電話再也不用扯嗓子喊了。”候文平說。

據了解，段王礦井下運輸原設計4部可伸縮帶式運輸機。引進電動滾筒后，他們將膠帶運輸機整合為3部。于潤貴說，與電動滾筒配套的礦用隔爆兼本質安全型交流變頻器，具有變頻軟啟動、驅動功率平衡、數據記錄等特性，整個驅動系統基本實現了智能化，“提高了效率，降低了使用成本，可靠性大幅提升，整體運輸能力提高20%以上，達到了節能降耗的目的”。

嘗到甜頭的翟榮濤，著手全面推進智能化建設。他和技術人員完成了該礦生產調度指揮中心的智能化升級改造，井下采煤、掘進、運輸等各個生產環節和人員定位系統等時時映射于LED顯示屏，工作人員只需輕點鼠標，便可查看任何一個工作面的視頻。“如今，在井上就能對主運輸皮帶、中央水泵房排水系統、中央變電所等設備實時控制。”翟榮濤說。   （王海  王春澤）