晋城煤业集团寺河矿是2002年投产的高产高效现代化大型矿井，工作面采用长壁大采高综采，工作面顺槽长度在3 000m左右，顺槽胶带输送机选用了澳大利亚ACE公司的1.4m带式输送机，实现了长距离、大运量、高速度的要求。但是该输送机价格昂贵、维护难度大、使用成本高。为此，集团公司机电总厂根据引进设备的主要技术参数，借鉴国内带式输送机中先进的液压自动张紧装置以及澳大利亚ACE公司带式输送机先进的控制理念，研制开发了满足寺河矿井大采高工作面顺槽运输要求的DSJ140/250/3×400可伸缩带式输送机。
1 主要技术参数
DSJ140/250/3×400可伸缩带式输送机的主要技术参数如下：
带宽(mm)： 1400；
运量(t／h)： 2 500;
带速(m／s)： 3.5；
功率(kW)： 3×400;
机长(m)： 2 000;
储带(m)： 20。
2 DSJ140/250/3×400可伸缩带式输送机的创新点
该皮带机的创新点主要体现在其具有启停速度可调的变频软启动装置、可适时调节皮带张力的液压自动张紧装置以及可编程的自动控制系统。
2.1 变频软启动装置
所谓软启动是指机械系统即使是在满载的工况下也能按照比较理想的速度逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动。就皮带机而言，理想的启动应满足以下几点要求：①降低电机启动电流和缩短启动电流的冲击时间，减少对其它在网电器设备的影响；②保证在启动过程中作用在机械设备上的启动冲击量最小，从而延长减速器、胶带等关键部件的使用寿命；③多驱动功率平衡；④启动过程可控。
由于输送机在启动之前，输送带处于松弛状态，为避免输送带的冲击，将输送带拉紧启动可进一步改善启动峰值张力作用。这样，需要在启动开始阶段加入时间延迟段，延迟段的速度一般取为设计带速的10%。在延迟段内，下垂皮带被张紧，延迟段结束后，按最小加速度或最小冲击的方式完成输送机的启动过程，从而最大程度地降低了胶带输送机的启动张力。在实际研发过程中，通过分析，采用了Dodoge启动曲线作为该机的启动曲线。Dodoge最佳启动曲线见图1。
目前国内煤矿井下用带式输送机常用的软启动装置为调速型液力偶合器，可通过调节工作腔液体的充满度来改变输出转速和转矩，具有一定的软启动功能和调速能力，但限于其传动原理和结构，调速型液力偶合器在软启动的功能和性能上远远无法满足要求。其缺点表现在：①其输出转速与输入转速之比通常不能高于97%，且存在较大的功率损失，发热十分严重，显著降低了传动系统的效率；②电机的启动电流仍然较大（5倍～8倍的额定电流），因此电动机的启动次数要受到严格限制，且其有效调速范围较小，可控性也较差；③其体积庞大，系统复杂，并且具有高速旋转的大直径部件，往往难以满足对安装空间有一定限制的应用场合的需求。
近年来，也有些皮带机采用进口CST减速器来实现软启动功能，但因其价格昂贵，也不是十分理想的软启动装置。
变频调速软启动是通过改变电动机输入电源的频率，从而改变电机转速来实现软启动的。从技术的角度来看，电动机的变频调速是实现大型机械设备软启动和无级调速比较理想的方法之一。值得关注的是，变频软启动在低电压、小功率方面应用非常成功，己被大家所接受，但在大功率、高电压情况下由于不能解决变频器的散热问题和价格问题而受到限制，特别是在煤矿井下这种特殊环境下，大功率、高电压变频技术的应用尚是空白。晋煤集团机电总厂在总结开发200kW变频软启动器的成功经验基础上，采用热管技术解决了煤矿井下用大功率变频器的散热与隔爆等难题，开发了400kW变频软启动器，即QJZ - 400/1140BPR型变频软启动装置。该装置启动过程中可按预先设定的参数运行，根据电机的负荷变化自行调整电机工作电压和频率，输出恒定的转矩，并实现功率平衡。同时该装置具有工频、变频切换功能，当变频器启动运行到电机额定转速时，变频运行退出，切换到工频运行，自身脱机。这样不仅满足了皮带机的软启动特性要求，而且延长了变频器中重要元件的使用寿命。
2.2胶带自动张紧系统
在一部皮带机的总成本中，胶带成本占将近1/2，可见保护好胶带、提高其使用寿命对于降低带式输送机综合成本意义非常。为改善胶带在启动及运行过程中的状态，除在启动时应用变频软启动技术外，在设计中采用了液压自动张紧技术对胶带所受张力进行适时控制。
皮带机在启动和正常运行中的张力是不同的。即使在运行过程中，由于载荷的变化和其它因素的影响张力亦不尽相同。在确保胶带不打滑及满足托辊间下垂度的前提下，为使胶带始终保有最合理的张力，就必须使张紧装置具备如下性能：①张紧力可根据胶带的需要任意调节；②反应要快，可根据需要及时响应；③可实现自动监控。为实现以上功能，在皮带机的某些部位设置传感器，用以感知皮带运行中张力的变化，传感器与PILC控制装置连接。同时，在主驱动滚筒和改向滚筒上均装上测速传感器。当皮带运行过程中发生张力变化时，由控制器来控制相应动作，通过油缸活塞杆的运动来调节皮带张力，从而适应负载随时变化对张力的不同需求，使胶带始终保有最合理的张力，以保证胶带启动平稳，运行安全可靠，同时可延长胶带的使用寿命。因其是按实际运行中的张力要求来设定压力值的，所以胶带保有的张力是比较合理的，这就保证了胶带在满足使用需要的前提下，始终处于一种轻松自然的状态中。
2.3 自动控制系统
自动控制系统实现了对整部皮带机的变频软启动、胶带张紧装置、KPZ盘式制动器及PROMOS皮带保护系统的集中控制，并将各种运行参数、状态通过触摸屏显示出来，实现了人机对话，使操作者更为直观地监测到皮带机的运行状况。当发生故障后，能迅速判断出是哪个环节发生问题，以便及时排查。图2为电气控制系统图。
3结语
DSJ1401250/3×400型可伸缩带式输送机己于2003年底研发成功，到目前为止，己为寺河矿提供6部，井下使用效果良好，完全达到了国产化的要求。为晋煤集团节省了进口设备资金．同时也拓宽了机电总厂的产品类型，取得了良好的经济效益和社会效益。
