帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行斷帶保護(hù)裝置的研究

趙曉光

（汾西礦業(yè)兩渡煤業(yè)， 山西 靈石 031302）

收稿日期：2017-12-28

作者簡(jiǎn)介：趙曉光（1989—），男，本科，畢業(yè)于山西大同大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè)，助理工程師。

DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2018.06.036

引言

煤礦帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行是煤礦管理的重點(diǎn)，預(yù)防斷帶事故與做好斷帶保護(hù)也是確保煤礦生產(chǎn)作業(yè)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。然而，斷帶事故具有明顯的突發(fā)性特點(diǎn)，即便采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置評(píng)估上運(yùn)帶式輸送機(jī)的工作狀況與設(shè)計(jì)斷帶報(bào)警停機(jī)功能，仍然無(wú)法避免膠帶下滑引起的惡性事故。所以，應(yīng)針對(duì)上運(yùn)帶式輸送機(jī)膠帶下滑這一問(wèn)題采取相應(yīng)的預(yù)防保護(hù)方案，避免膠帶向下滑動(dòng)。

1 帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)要求

建議斷帶保護(hù)裝置應(yīng)符合如下設(shè)計(jì)要求：第一，正常工作狀態(tài)下，斷帶保護(hù)裝置應(yīng)確保對(duì)輸送機(jī)運(yùn)輸無(wú)干擾且不會(huì)導(dǎo)致膠帶受損[3]；第二，一旦出現(xiàn)斷帶事故，保護(hù)裝置應(yīng)快速靈敏地做出保護(hù)動(dòng)作，可靠捕捉輸送機(jī)膠帶并牢固制動(dòng)，同時(shí)還不損傷膠帶；第三，斷帶保護(hù)裝置強(qiáng)度應(yīng)足夠高，以免發(fā)揮制動(dòng)作用時(shí)被下滑膠帶損傷；第四，輸送機(jī)斷帶后能第一時(shí)間發(fā)出緊急停車(chē)信號(hào)，確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作。

2 斷帶保護(hù)裝置構(gòu)造與安裝

以SPDB-1型上運(yùn)帶式輸送機(jī)為例，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)針對(duì)該型機(jī)械研制的斷帶保護(hù)裝置有效解決了以上四點(diǎn)要求，其分為承載帶保護(hù)模塊以及回程帶保護(hù)模塊兩部分，前者基于楔塊形成自鎖裝置，加緊承載帶將其固定制動(dòng)，后者主要通過(guò)制動(dòng)輥輪在楔形槽內(nèi)形成自鎖裝置，從而加緊回程帶達(dá)到制動(dòng)的目的。設(shè)計(jì)人員沿輸送機(jī)傳送帶上多點(diǎn)布設(shè)，一旦出現(xiàn)斷帶故障，位于斷口下部的保護(hù)裝置處于啟動(dòng)狀態(tài)，有效制動(dòng)承載帶與回程帶。該型保護(hù)裝置的構(gòu)造與運(yùn)行機(jī)制如圖1所示。

圖1 上運(yùn)帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置組成與安裝示意

1）承載帶保護(hù)裝置。該裝置分為支架、防偏立棍、支腿、上閘塊、觸發(fā)輥輪、撥板以及楔形制動(dòng)閘等多個(gè)部分，具體見(jiàn)圖1。通過(guò)U形螺栓組將左右兩支腿依次固定在中間架雙側(cè)槽鋼上，然后用螺栓組將左右兩支腿分別與支架固定，單向觸發(fā)輥輪固定于支架中部，兩出軸軸端支撐在軸座上；此外，將楔形制動(dòng)閘分別安裝于支架兩側(cè)，傾斜角參照膠帶槽形角，楔形閘塊（可活動(dòng)）安裝于楔形制動(dòng)閘上；觸發(fā)輥輪兩出軸分別與兩側(cè)閘塊相連，連接部件為撥板，撥板開(kāi)槽固定在輥輪出軸上，另一端固定在閘塊上[4]。上閘塊位于制動(dòng)閘垂直上方，可利用螺栓組對(duì)上下高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，承載帶斷帶保護(hù)裝置處于輸送機(jī)中間架，觸發(fā)輥輪用于支撐承載帶底部，雙側(cè)空載邊則處于上閘塊和楔形制動(dòng)閘之間。正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，帶式輸送機(jī)承載膠帶向前運(yùn)動(dòng)并牽引觸發(fā)輥輪，后者呈正向旋轉(zhuǎn)；此時(shí)觸發(fā)輥輪兩出軸受膠帶摩擦力影響位于軸座最前部，在撥板的作用下承載帶和兩個(gè)閘塊之間均保持10 mm左右的距離。如果出現(xiàn)斷帶事故，縱向張力缺失，承載膠帶壓迫楔形閘塊，加上觸發(fā)輥輪為單向，并在膠帶摩擦力的作用下沿軸座長(zhǎng)槽不斷下滑，進(jìn)而牽引楔形閘塊，后者在膠帶牽引下形成自鎖狀態(tài)，夾緊膠帶空載邊，使之固定于兩閘塊之間，此時(shí)楔形閘塊由撥板與觸發(fā)輥輪相連接，因此輥輪動(dòng)作時(shí)左右兩楔形閘塊可同步動(dòng)作。此外，楔形閘塊處設(shè)計(jì)有檢測(cè)傳感器，一旦出現(xiàn)斷帶事件，控制系統(tǒng)即可收到斷帶報(bào)警信號(hào)并發(fā)出停機(jī)信號(hào)，確保輸送機(jī)做出停機(jī)動(dòng)作。

2）回程帶保護(hù)裝置。該裝置共分為側(cè)板、限位裝置、底座以及制動(dòng)輥輪等多個(gè)部分（見(jiàn)圖1），其中側(cè)板分左右兩個(gè)，均刻有楔形長(zhǎng)槽。保護(hù)裝置由U型螺栓組以及其他螺栓組將底座與側(cè)板和膠帶機(jī)中間架相固定，其中底座底板安裝于回程帶下方相距10mm處。輥輪筒兩端卡在側(cè)板長(zhǎng)槽內(nèi)，位于長(zhǎng)槽上端時(shí)，制動(dòng)輥輪兩軸端銑成平面并且支撐于外側(cè)支撐板窄槽內(nèi)，兩端軸無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)受限位裝置的約束，避免輥輪自動(dòng)滑落。底板和長(zhǎng)槽下段之間的夾角不超過(guò)制動(dòng)輥輪自鎖狀態(tài)下的自鎖角，同時(shí)長(zhǎng)槽長(zhǎng)度足夠，底板與下端之間的垂直距離不超過(guò)制動(dòng)輥輪半徑[5]。正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，輸送機(jī)承載帶牽引制動(dòng)輥輪沿著正向轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦出現(xiàn)斷帶故障，承載帶將帶動(dòng)輥輪下滑，同時(shí)突破限位裝置的約束，沿側(cè)板長(zhǎng)槽不斷下滑，此時(shí)長(zhǎng)槽下段和底板之間的制動(dòng)輥輪形成自鎖，牢固加持回程帶并將之固定于底座底板上。

3）斷帶保護(hù)裝置的安裝。以SPDB-1型輸送機(jī)為例，其斷帶保護(hù)裝置可結(jié)合輸送帶寬度以及槽形角等數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)成相應(yīng)的規(guī)格選用。該型設(shè)備通過(guò)U型螺栓組與輸送機(jī)中間架固定，后期無(wú)需改造輸送機(jī)結(jié)構(gòu)，便于安裝。應(yīng)注意的是，安裝間距應(yīng)綜合考慮膠帶寬度、輸送機(jī)傾角、膠帶強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)輸送荷載等因素，承載帶保護(hù)裝置和回程帶保護(hù)裝置安裝間距通常不超過(guò) 50～100 m、150～200 m[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

帶式輸送機(jī)產(chǎn)生斷帶事故后往往會(huì)引起嚴(yán)重危害，因此應(yīng)加強(qiáng)安全管理，及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防保護(hù)措施，加裝斷帶保護(hù)裝置，有效避免因輸送機(jī)斷帶造成的重大生產(chǎn)事故。

[1]馬宏偉，毛清華，張旭輝，等.礦用強(qiáng)力帶式輸送機(jī)智能監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展[J].振動(dòng)、測(cè)試與診斷，2016，36（2）：213-219.

[2]辛嵩，曹夢(mèng)婷，宋璐璐，等.秩和檢驗(yàn)在礦井帶式輸送機(jī)斷裂強(qiáng)力研究中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2017，49（1）：113-114；118.

[3]王延高，史偉彬，李偉，等.基于EDEM的帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)接點(diǎn)溜槽優(yōu)化改造[J].礦山機(jī)械，2016，44（12）：35-38.

[4]李向輝，李浩元，阮德林，等.圓管帶式輸送機(jī)在安陽(yáng)煤礦地面輸煤系統(tǒng)的應(yīng)用[J].煤炭工程，2016，48（10）：22-24.

[5]宋潔，王健生，劉剛強(qiáng)，等.結(jié)合三幀差分和LK光流法的帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)[J].煤礦機(jī)械，2016，37（6）：191-194.

[6]王鵬程.煤礦井下帶式輸送機(jī)的應(yīng)用及運(yùn)行問(wèn)題研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2017（34）：154.