裴溝煤礦32采區是裴溝煤礦主要生產采區，擔負著礦井生產任務的80%。而32強力帶式輸送機是裴溝煤礦的關鍵運輸環節，上運運距遠，傾角大(分別為L=698 m，a=18°；L=880 m，a=17°)，擔當著礦井主要運輸任務。強力帶式輸送機采用兗州煤機廠生產的鋼絲繩芯帶式輸送機，型號為STJ -1000/3 x 250S，帶寬1000mm，輸送長度600m．平均傾角180，輸送量700t/h，帶速2.5 m/s，配電機型號YB355M2 - 4(3臺)，電機功率250 kW，電壓等級660V，轉速1480 dmin．巷道為巖巷。驅動方式為液壓聯軸節、減速器帶動滾筒，2組滾筒3臺電機頭集中驅動，驅動滾筒I雙輸出軸雙機拖動，驅動滾筒Ⅱ單輸出軸單電機拖動。
STJ-1000/3×250S型帶式輸送機由于功率大，距離長且多電機驅動，起動過程特別是重載起動對輸送帶和帶式輸送機的機械和電器設備產生很大的沖擊，輸送帶起動時經常出現減速器齒輪、對輪聯軸器的膠墊磨損現象，存在著很大安全隱患，而且故障率很高，系統的維護工時投入量大，嚴重影響設備使用壽命及礦井正常安全生產，必須進行技術改造，消除事故隱患，滿足礦井安全生產要求。
1、存在問題分析
由于32帶式輸送機是集中運輸，擔負著一個綜采、一個炮采、4個掘進的出煤等主要運輸任務，隊組多，負荷變化大，輸送帶運行時，其運量、速度變化大，因此對帶式輸送機的起動性能和速度調整要求很高。但由于采用液壓聯軸節、減速器和防爆開關等設備直接起動輸送機電機，起動時間短，不適應長距離大功率的帶式輸送機，因此起動性能差，起動時對電網的影響大，對輸送帶和帶式輸送機的托輥、滾筒、減速器包括電機在內的機械和電器設備等產生很大的沖擊和損傷，特別是當出現重載停車狀況時，根本無法起動。并且空載負荷很小時電機也全速運行，浪費很大。而且整個系統的故障率高，維護量大，費時費力，影響生產和安全，并且維護費用很高。
2、技術改造方案確定
通過對上述帶式輸送機起動時存在的問題及其原因分析可知，帶式輸送機起動困難主要原因是起動電流、起動壓降大，電機起動力矩小。要從根本上解決此問題，必須采用軟啟動方式來降低輸送機的動張力，特別是多電機驅動時，為了減少對電阿的沖擊，起動時應有分時慢速起動措施，還要控制輸送機起動加速度在0.3 m/s2甚至O.1m/s2以下，解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題，減少對元部件的沖擊，實現長距離輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。根據以上技術思路，確定選用防爆變頻調速裝置做為32帶式輸送機的驅動設備。結合礦井實際情況及32帶式輸送運行狀況，確定如下技術改造方案：在充分利用原有帶式輸送機系統的基礎上，去掉l臺DW-350開關，加裝1臺交流電抗器、l臺ZJr-30型隔爆兼本安智能變頻調速裝置，以實現電機軟起動功能。同時加裝2個中間繼電器，增加急停按鈕、隨機保護、延時的功能。
3、ZJT - 30隔爆兼本安智能變頻調速裝置結構、工作原理及性能特點
3.1 變頻器結構
ZJT - 30型變頻調速裝置的主電路由充電接觸器、進線電抗器、充電電阻、平波電容組和6組SKIIP模塊組成2組三相橋式變流電路，其中一組為變頻器輸出逆變器，另一組為向電網發電反饋的逆變橋。
3.2工作原理
作為交流異步電動機的變頻調速開關，采用全數字無速度傳感器矢量控制技術和雙閉環控制，使系統調速范圍寬，調速精度高。本系統采用交一直一交變頻原理，整流橋采用SK16/22H全橋整流，利用面接觸型電容濾波，再由西門子ABM400P/33型IGBT模塊逆變，使輸送機起動時起動頻率從0逐步增加到50HZ．當達到50 Hz時電機轉入工頻狀態運行。電機正常起動運行時，l#電機需68 s投人工頻，2#、3#電機分別延時3s，當達到75 s時3臺電機全部投入工頻，正常運行。變頻器在低頻運行時，也保證有100%額定力矩輸出。最大轉矩為額定轉矩的2倍，l Hz即可達到1.7倍以上的起動轉矩。
3.3主要特點和功能
(1)變頻調速裝置的軟起動時間O。180 s任意可調；變頻調速裝置的頻率調整范圍：O~60Hz之間任意可調，并在其頻率調整范圍內任意設定運行頻率，輸送機的最高運行速度能達到3 m/s，自動監測電動機運行電流，自動調整電動機運行頻率，達到輸送機經濟安全運行。
(2)變頻調速裝置啟動轉矩在低頻運轉時，有自動轉矩提升功能，保證100%額定轉矩。
(3)當3臺變頻調速裝置任l臺發生故障無法運行時，其余2臺能作應急運行（降低運量），3臺變頻調速裝置均具備主機功能。
(4)變頻器自身具備的過流、過載、過欠壓、電機缺相、短路、系統過熱等保護可完全取代原系統的饋電開關；保護動作時變頻調速裝置立即停機。
4、運行狀況及應用效果
裴溝礦32強力帶式輸送機在采用防爆變頻調速裝置做驅動控制后，防爆變頻調速裝置、帶式輸送機和驅動電機等系統，一直處于正常工作狀態，其各種運行參數得到明顯的改善。通過變頻調速延長了輸送機的起動時間，實現了輸送帶的軟起動，重載起動非常平穩，減少沖擊，降低了事故發生率，同時消除了起動時對輸送帶和帶式輸送機系統托輥、滾筒、減速器包括電機在內的機械和電器等設備的沖擊，達到了延長電機、輸送帶、機械系統使用壽命的目的，從而降低了系統的維護費用，同時投入的維護工時成倍減少。滿足了礦井安全生產的需要。
5、效益分析
投入防爆變頻調速裝置后，通過測試，變頻調速裝置輸入側電流有很大的差異，輸入側電流比輸出側電流小很多，這樣，功率因數的提高，減少了很多無功損耗，節省了大量的能源和用電費用，年節電量約為145.2萬kWh，年節約電費約58萬元(按0.4元/kWh)；另外，防爆變頻調速裝置投入運行后，使整個帶式輸送機系統及驅動電機的故障明顯下降，輸送帶的打卡次數下降十幾倍，這樣既延長了整個輸送帶輸送系統及驅動電機的使用壽命，同時又保證了正常生產（煤產量）和生產安全，年直接和間接經濟效益在25萬元以上，因此，年綜合經濟效益在83萬元以上，具有明顯的經濟效益。同時采用變頻調速裝置后，整個系統減少了事故，提高了輸送帶的運行安全系數，保證了安全文明生產，真正體現了明顯的安全和社會效益。
