煤礦帶式輸送機工作原理及常見事故分析

王大志

（鐵煤集團公司安全培訓中心，遼寧 調兵山 112700）

帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。帶式輸送機是煤礦生產中的一種主要運輸設備，廣泛應用在采區上下山、運輸大巷及地面運輸走廊等場所。帶式輸送機一旦發生事故，將嚴重影響煤礦安全生產，造成重大經濟損失。因而如何避免事故的發生，保證帶式輸送機安全、可靠、高效運行，是一項重要的工作。

1 帶式輸送機的發展狀況

目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經經濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯合運輸系統中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有:鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續輸送設施等。

這些輸送機的特點是輸送能力大 (可達30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設備維護檢修容易，爬坡能力大(可達16°)，經營費用低，由于縮短運輸距離可節省基建投資。

目前，帶式輸送機的發展趨勢是:大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等.我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍:適用于環境溫度一般為0℃；在寒冷地區驅動站應有采暖設施；可做水平運輸，傾斜向上(16°)和向下運輸，也可以轉彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達15km；可露天鋪設，運輸線可設防護罩或設通廊；輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好;運輸距離大。

2 帶式輸送機的工作原理

帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組成主要包括以下幾個部分:輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。

輸送帶繞經傳動滾筒和機尾換向滾筒形成一個無極的環形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續運動的物流，在卸載點卸載.一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。

提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：

2.1 增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當地增大初張力，從而增大，以提高牽引力。

2.2 增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。

2.3 增大摩擦系數其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數較大的襯墊，以增大摩擦系數。

通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。

帶式輸送機事故不僅僅指設備本身發生的故障、失效和破損，而且包含產生不良后果的事故。帶式輸送機發生的事故主要有火災事故、膠帶跑偏事故、膠帶撕裂事故等。

3 煤礦帶式輸送機常見事故的原因分析

3.1 火災事故的原因

井下帶式輸送機是礦井主要易發火災區域，由于其發生突然，發展迅速，對井下工作人員造成威脅，甚至有因火勢擴大而誘發瓦斯爆炸的可能。造成火災事故的原因是有足夠熱量的火源使膠帶燃燒。打滑事故是產生足夠熱量的主要因素，打滑是由于膠帶松、負載大或膠帶卡阻所造成，膠帶松是由于拉緊裝置產生的拉緊力太小及膠帶彈性伸長量太大；負載大一是由于重載起動，二是由于載重量太大，三是膠帶與主動滾筒，從動滾筒機托輥間摩擦力太小，如膠帶內表面有水或油、從動滾筒軸承損壞或托輥損壞；膠帶卡阻主要是膠帶埋在煤中或淤泥中，使膠帶不能運行。另外電氣設備失爆、電線短路也有可能引起輸送機火災。

3.2 膠帶跑偏事故的原因

在帶式輸送機運行過程中，有時膠帶中心線脫離輸送機中心線而偏向一側，這種現象稱為膠帶跑偏。由于膠帶跑偏，將造成膠帶邊緣與機架相互磨擦，導致膠帶兩側邊磨損嚴重，嚴重時造成膠帶翻卷，對折，使膠帶過早損壞或撕破、斷裂，大大縮短了膠帶的使用壽命，降低設備的可靠性，嚴重時影響整個系統的安全生產。

帶式輸送機運行時膠帶跑偏是最常見的故障。經常發生跑偏事故，會影響輸送機的使用壽命，嚴重的會發生停機事故或有可能導致人員傷亡。造成膠帶跑偏的原因主要有3個方面：一是設備自身方面，如滾筒的外圓圓柱度誤差較大，托輥轉動不靈活，主動滾筒和從動滾筒的軸線平行度誤差較大等；二是安裝調試方面，如滾筒、托輥、機架安裝不符合規范要求，另外泄煤口的位置有偏差，造成膠帶偏載使之跑偏；三是維護方面，主要是由于清掃不及時，輸送機滾筒機托輥上沾有煤塵，致使局部直徑變大使膠帶跑偏。

3.3 撕裂事故的原因

膠帶撕裂的主要原因：一是漏斗磨損嚴重，致使矸石及煤塊直接砸膠帶或矸石及其它物品卡膠帶造成撕裂；二是膠帶嚴重跑偏被刮撕裂；三是膠帶接頭強度太低或因負荷太大使膠帶接頭發生斷裂。

4 煤礦帶式輸送機常見事故的預防措施

4.1 火災事故的預防

4.1.1 使用阻燃膠帶，即使發生火災，也能控制火勢不至于迅速發展。

4.1.2 加強電氣設備的維護，防止因電氣事故引起的火災。

4.1.3 加強管理，保持巷道清潔，膠帶上無浮煤、無水、無油、無雜物，機頭，機尾無堆煤。提高操作及維護人員的素質，保持輸送機的良好運行狀態。

4.1.4 輸送機要安裝檢測監控裝置，如驅動滾筒及從動滾筒溫度監控裝置，煙霧報警裝置和一旦發生火災的自動灑水裝置。

4.2 跑偏事故的預防

4.2.1 購買由國家確認的合格產品，避免由設備制造精度不夠而引起膠帶跑偏事故。

4.2.2 安裝過程中要注重安裝尺寸精度：

a.安裝調試中發現膠帶在滾筒處跑偏，應校正滾筒的水平度和平等度，傳動滾筒、轉向滾筒的安裝要求其寬度中心線與膠帶中線重合度不超過2mm，其軸心線與膠帶中線的垂直度不超過滾筒寬度的千分之二，滾筒軸的水平度不超過0.3/1000。

b.如果發現膠帶在空載時總向一側跑偏，應調整托輥支架。

c.如果發現膠帶在空載時不跑偏，而重載時向一側跑偏，說明膠帶出現偏載，應調整泄煤斗的位置。

4.2.3 加強日常維護：

a.及時清除輸送機滾筒、托輥、接料處等主要部位的煤塵，防止因滾筒、托輥上沾有煤塵導致膠帶跑偏。

b.及時調整膠帶在運行中發生的跑偏現象，及時檢查膠帶邊緣及接頭的磨損情況，發現問題及時更換和修補。

4.2.4 安裝膠帶跑偏的監測裝置，一旦膠帶跑偏就發出報警信號，提醒維修人員采取措施。

4.3 撕裂事故的預防

4.3.1 及時修補已磨損的漏斗，避免矸石及煤塊直接砸向膠帶。

4.3.2 及時處理跑偏故障，以免撕裂膠帶。

4.3.3 設置膠帶縱向撕裂監測裝置，發現故障及時處理

[1]鄭慧.井下帶式輸送機用變頻調速技術的研究[J].山東科技大學，2005.05.01.

[2]趙洪剛.長距離下運帶式輸送機的研究設計[J].山東科技大學，2005.06-.01.

[3]董大仟.大型帶式輸送機動態特性研究及其應用[J].華北電力大學（北京），2008.04.01.