皮带输送机系统的优化研究

张丽军，吴继龙

（大同煤矿集团同生精通兴旺煤业有限公司，山西 大同 037001）

引言

皮带运输机作为煤矿的主要运输设备，一般以电能作为煤炭采掘、生产、转运和加工的动力，因此电能消耗是煤矿生产的主要能源消耗环节。由于技术限制，我国使用的皮带机一般是以恒定转速运行的，导致皮带机经常处于轻载甚至空载的状态，不仅造成电能大量浪费，还加速了设备的磨损和老化，降低了设备的使用寿命[1-3]，因此如何降低皮带运输机的电能损耗，提高煤炭开采的能源利用效率，降低煤矿生产成本，成为一个重要的研究课题。近年来，国内外专家学者针对皮带机的优化开展了大量的研究工作，主要集中在三方面：一是设备层次的研究，主要提高皮带机的多元化性能，发展高带速、大运量、大功率、大角度的新型皮带运输机，拓展其应用范围；二是控制技术的研究，将传统的PID、模糊控制技术优化为自动化程度更高的智能控制技术，同时不断提高皮带机控制精度和运行效率[4]；三是节能优化的研究，国外一般通过建立相应的数学模型，提高系统的辨识和理论分析能力，而国内则通过变频调速达到节能的目的[5]。本文分析了我国煤矿皮带输送机的运行模式和特点，建立了煤量灰色预测模型、皮带机系统数学模型和最小能源成本优化模型，提出了基于预测控制算法的优化策略，并对优化后的系统进行了仿真实验，优化后的皮带机电能消耗和电费成本显著降低，系统运行稳定。……