膠帶輸送機保護裝置改造增益

摘要：近年來，很多礦井原煤產量呈加速增長的態勢，產量的增長對主出煤系統的運輸能力提出了更高的要求，主出煤系統的瓶頸制約日益突顯。在運輸能力已達極限的情況下，如何縮短事故影響時間，延長膠帶機運轉時間，確保礦井穩產、增產，是需要面對和迫切解決的問題。該文以某礦為例，介紹了鋼絲繩牽引帶存在的問題，并對其保護裝置提出了改造方案，總結了方案實施后的效果。

關鍵詞：膠帶輸送機 鋼絲繩牽引 監控 保護裝置

1 暗主井鋼纜膠帶機拖動和控制、保護裝置

1.1某礦暗主井鋼纜膠帶機投產于1989年，主機型號為GDS－1000，為直流雙機拖動，功率為2x400 kW，采用調壓器進行調速。

1.2膠帶機保護主要有溫度(保護主電動機)、卡眼、掉道和斷帶等。電源部分主要有無壓失放保護和過電流保護。該膠帶無運行管理及監控裝置，只有部分儀表及指示燈起到指示和監控作用。

1.3井身通信通過各喂煤點安裝的調度電話及點鈴信號進行聯絡。

2 存在的問題

2.1該礦在用鋼纜膠帶沒有采用速度檢測和速度反饋裝置，打滑故障無法識別和檢測，不具備過速保護。

2.2無防跑偏裝置。鋼纜膠帶在外因作用下(比如放水炭等)或因維護原因，導致鋼纜膠帶的繩槽和大繩相分離，膠帶跑偏。而且鋼纜膠帶機無防跑偏裝置，膠帶機離槽事故進一步擴大，當事故擴大至幾十米至上百米膠帶均離槽時，膠帶在煤的重力作用下從鋼絲繩上被壓下，導致上下膠帶機親嘴，事故進一步發展就導致膠帶重疊、斷帶。

2.3掉道保護裝置結構繁雜，誤動作頻繁。原來使用的掉道保護裝置主要通過水銀開關(PZ-21型)的常閉接點，通過細鐵絲拉接在膠帶的下面，當大面積膠帶離槽時，膠帶在的重力作用下，壓向下膠帶，膠帶下的鐵絲拉開水銀開關，發出掉道信號。

但因機架抖動及水銀本身易產生氧化使掉道傳感器水銀開關經常誤動作，導致無故障停車。

2.4無液壓閘啟動反饋裝置。原所用鋼纜膠帶制動采用兩對電力液壓制動器，在停車時液壓閘電動機失電，液壓閘在液壓油的作用下，抱住閘輪實現制動。在開車前，要先啟動液壓閘電動機，打開液壓閘，主電動機方可帶電啟動。但若因維護原因有一個或幾個液壓閘電動機沒有啟動打開液壓閘，因無閘啟動反饋裝置，此時一臺電動機運轉，另一臺主電動機被堵轉或啟動不起來，或者兩臺電動機均啟動，但因有半邊閘未打開，此時兩根大繩的繩速不一致，最終導致掉道、斷膠帶、斷大繩或燒電動機。

2.5事故狀態下通信聯絡不方便，延長了事故處理時間，增加了工人的勞動強度。

3 改造方案

針對上述問題，實施了如下改造方案：完善保護裝置，選用ZBK－Ⅱ型可編程控制器(下文簡稱PLC)，它可實現裝置的信號檢測、設備控制及膠帶輸送機的運行狀態和各種保護狀態的顯示，并能實現保護停車(該裝置安裝于操作室)。增設KTT3C擴播電話，方便井身通信。

3.1增設保護裝置，完善膠帶機保護功能

3.1.1在暗主井井身安裝了25個沿線急停裝置(KG9001A-C2型)，一方面作為沿線急停車保護裝置，另一方面作為一個控制分站，控制井身擴播電話、跑偏開關、水銀開關等，并能向PLC發出位置號。該部膠帶機長為1000m，每40m安裝1個急停裝置，每個急停帶5個水銀開關，共25個位置號。

3.1.2跑偏保護(KG1007A-2型)，共分兩級：一級報警(傳感器和垂直方向成10°夾角)，二級停車(和垂直方向成12°夾角)。當膠帶在外力作用下離開鋼絲繩時，就會碰到跑偏傳感器，防跑偏裝置發出報警信號(一級)，若跑偏幅度再大一點，就發出停車信號。同時，此處的急停開關給PLC發出一個故障信號及位置編碼。

3.1.3速度及鋼絲繩打滑保護。兩驅動輪聯軸器上各安裝了一只速度檢測傳感器(KG5007型)，能夠對聯軸器的速度進行實時檢測，并能將檢測到的速度發送給PLC，由PLC對兩速度值進行顯示、對比，當速度差值達到0.02m/s時，PLC就認為發生了打滑故障，而發出停車指令，實現保護停車。通過速度檢測裝置，同時能夠實現對電動機的過速保護。

3.1.4閘返回保護。在啟動主電動機之前，制動閘電動機首先啟動，打開液壓閘，當液壓閘完全打開時，液壓閘行程開關給PLC一個返回信號(開關量)，主電動機正常啟動：若液壓閘沒有完全打開，則PLC認為啟動失敗，拒絕啟動主電動機，并發出故障性質及報警信號。

3.2保護功能的擴展即把鋼纜膠帶機原來使用的掉道、斷帶傳感器—水銀開關(開關量)串入沿線的急停開關，通過其通信接口給主機PLC發出信號，實現故障顯示及保護停車，并通過PLC裝置延時2～3s來克服水銀開關誤動作現象。把原來暗主井井身7段保護分別接入沿線25個急停開關內，每段40m(原來每段約150m)易查找，縮小了故障范圍，給故障的查找和排除帶來了極大的方便。通過這一改造，原來保護裝置繁雜的發射和接收裝置及驅動繼電器回路就可以拆除不用，減少故障點，方便了維護，節約了材料成本。

3.3提供強大的井身通信功能KTT3C擴播電話裝置能夠完成起車前的自動預告，沿線打點聯絡。井身增設了12部擴播電話，對著任何一部電話喊話，從操作室至膠帶機機尾繩道的整個沿線均能聽見，給通話聯絡帶來了極大的便利。

4 結語

從近年來所發生的重大惡性事故來看，保護裝置不完善，是導致事故的一個重要原因，預防惡性事故的發生，就能為煤礦減少百萬元以上的經濟損失。

通過保護裝置的功能擴展，及PLC對故障性質及故障位置準確及時的顯示，大大地縮短了故障查找及排除時間，更加有利于安全生產。