煤炭在我国能源消费构成中一直占据主导地位，巨大的消耗量带动着煤炭开采量的不断攀升。随着煤炭生产自动化、智能化程度的不断提高，矿用防爆变频器和节能传动技术在煤矿井下掘、采、运、提、排、通六大应用场所中发挥了良好的调速性能，是实现节能减排和煤矿智能化的重要途径。

 

01煤矿概述  

山西斜沟煤矿于2007年2月开工建设，斜沟煤矿改扩建工程项目是当地实施“再造一个西山煤电战略”的重要举措。项目由山西某能源有限责任公司整体开发，设计生产能力1500万吨/年，分两期建设，一期1000万吨/年，二期500万吨。矿井选址于魏家滩镇石吉塔沟，矿井井田南北长22公里，东西宽3-4公里，面积88.64平方公里，地质储量21.64亿吨，可采储量14.14亿吨，主采8号、13号煤层，两煤层分采分运。

 

 

 

改造前，客户设备启动转矩小、启停冲击大、对电网冲击大，刮板输送机总是频繁启动或者重载启动，运行时负载变化很大，甚至超载，导致生产故障频发，维修成本高昂，非常影响生产效率。基于库马克高性能防爆高压变频系列产品在矿山行业可靠的口碑，客户交由库马克来完成本次项目改造。

● ● ● 
客户效益

改造完成后的大型矿用变频器不仅完美解决生产现场原来存在的问题，更能保证设备在现场环境中平稳运行达到最佳工况，同时满足客户在不另增加配置成本的基础上进一步实现更合理的配置应用，提高了整体的生产效率。经测验，此工作面从正式开始投入生产起，日均采煤量为 1 万吨左右，月采煤量为 25-30 万吨左右，月推进 150 米可以顺利完成每个月既定的目标产量。

 

02解决方案

为了满足客户现场的生产要求，库马克研发与技术部门根据系统要求针对性地修改了变频器控制程序，并采用了大功率刮板输送机防爆高压变频智能驱动系统方案。

 

项目在斜沟矿18106工作面调试运行，工作面溜长度为300m，总长度为3750m，安装一台BPJV3-3*1600/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器，单台变频器具有3个独立输出回路。井下工作面实际安装要求一台变频器能够同时拖动刮板运输机与转载机两个采面的主要设备，其中刮板机为两台 1200KW 电机，转载机为一台 700KW 电机。此工作面使用情况为：第一三回路变频器分别驱动两台1200KW刮板机电机做主从功率平衡运行，第二回路变频器驱动转载机运行。

 

 

-安装配置系统拓扑图-

 

 

 

 

-刮板机运行电流曲线图-

数据分析：此变频器采用最新研发的转矩板控制系统，可以更好地平衡运行电流；刮板机 1-3#机头机尾电机运行电流曲线基本重叠，最大启动尖峰电流为429A，平均运行电流为78A, 设备运行平稳满足生产要求。

 

 

 

-转载机运行电流曲线图-

数据分析：此变频器采用最新研发的转矩板控制系统，可以更好地平衡运行电流；转载机 2#电机，最大启动尖峰电流为262A，平均运行电流为67A, 设备运行平稳满足生产要求。

 

<特点与优势>

项目中应用的大型矿用隔爆兼本质安全型高压独立组合变频器，采用库马克专利技术，真正的高压独立组合变频器放置于一台组合壳体内的三(二)台变频器之间相互独立，互不影响。

 

特点

*基于大功率IGBT高可靠和高效率*基于高性能量(DTC) 控制技术

*基于12脉波的低谐波整流技术，输出正弦波技术

*主回路采用三电平拓扑结构，逆变触发信号采用光纤隔离

*采用水冷技术，最大起动转矩和最大电流达到额定2.5倍

*变频器到电机的距离可达3 ~5公里

 

 

该系列产品为客户现场省去了维护量大、故障率高、传动损耗大的减速增扭环节，综合效益大幅提升。相比较于传统的驱动产品，库马克矿用大功率防爆变频具有以下5项创新技术优势。

 

优势

01更节能

库马克矿用隔爆兼本质安全高压变频器（以下简称变频器）具备专有“节能运行”模式，通过改进控制策略等技术手段完美解决设备能耗问题，节能效果优越。

02更平稳

变频器采用最新研发的转矩板控制系统，可以更好地平衡运行电流,达到多机回路之间可自主实现主从机的动态功率平衡，设备运行平稳满足煤矿生产的现代化要求。

03更安全

在大型煤矿中，工作面采高很高，负荷很重，刮板运输机会出现重载启动情况，很容易卡链、断链。正常运行时，通过变频器显示屏设置最大输出转矩与输出电流，保证刮板运输机在重载启动下可以安全运行。

04更高效

变频器自动化与可靠性高，生产设备运行精度高，实现了煤矿高粉尘、高温、高湿、淋水、强震动、空间狭小、复杂电磁干扰和爆炸性气体等特殊环境下关键生产设备的高效驱动，保障煤矿安全高效生产。

05更降本

变频器一拖三应用方案可实现重载软启软停，减小对刮板输送机的冲击，最大限度地避免输送机损坏故障，同时满足客户在不另增加配置成本的基础上实现更合理的配置应用，达到降本增效的目标，属于更完美的解决方案。

 

 

03项目总结

“库马克×山西斜沟煤矿”项目有效实现了大型矿用设备调控性能的提升和节能运行，积极推进了大型矿用设备驱动的技术变革，有力地支撑了智能绿色矿山建设，为国家实施“双碳”战略及节能减排的目标提供了重要的技术支撑。

 

经过多年的技术沉淀与市场积累，目前，库马克自控的变频器已经覆盖全国各大主力矿井的主要生产环节，产品性能稳定、安全可靠，相继与众多典型煤矿企业达成了有效合作。

-部分企业资质荣誉-

-典型煤矿合作伙伴-