斷帶保護在帶式輸送機安全運行中的應用評價

郭筱芳 劉闖

【摘要】社會經濟飛速發展，港口、礦產、電力項目日益增多，帶式輸送機成為企業資源運輸的重要機械設備之一，其特點為耗能少，可長距離運輸，運輸能力強。帶式輸送機膠帶的磨損及斷帶對其安全運行會產生巨大的影響，斷帶事件的發生，不僅會造成巨大的經濟損失，更重要的是會造成人員傷亡，產生社會影響。斷帶保護可有效地保障帶式輸送機的安全運行。

【關鍵詞】帶式輸送機；運輸故障；實時監測；斷帶保護

帶式輸送機的結構主要包括驅動裝置、拉緊裝置、滾筒、膠帶、托輥、機架等部分。帶式輸送機耗能少、運輸能力強、可長距離輸送，其使用量日益增加，已成為企業物料搬運系統自動化和機械化不可缺少的組成部分。隨著帶式輸送機使用量的增加，其發生的斷帶事故對企業安全生產的影響也越來越突出。斷帶保護可有效地提高生產過程中的安全保障，避免斷帶事故發生時產生巨大的人員傷亡與經濟損失，造成極大的社會影響。保護裝置的多樣性使企業在選用時需考慮不同裝置的缺點及優勢。

一、斷帶事故及其原因分析

第一，斷帶事故分析。神華神東煤炭集團有限責任公司下屬煤礦的帶式輸送機在2003-2013年十年間共發生9起斷帶事故。在這9起斷帶事故中，1起是由于膠帶表面磨損過度發生；2起是由于巷道帶式輸送機接頭處卡子斷裂引起；6起是由于接頭老化或接頭處硫化質量不合格造成斷帶事故的發生。此外，鐵煤集團公司也曾經多次發生斷帶事故，其中以大明礦-410主運強力帶式輸送機所發生的斷帶事故最為嚴重，這條帶式輸送機安裝傾角為16.50，全長1237m，于2003年8月發生第一次斷帶事故，影響15d，2005年2月發生第2次斷帶事故，影響8d，2次斷帶事故共造成2200多萬元經濟損失，其中間接經濟損失達2000多萬元，直接經濟損失超過200萬元。由此可見，帶式輸送機發生斷帶后及時制止輸送帶的下滑對生產安全、經濟發展十分重要。

第二，斷帶事故原因分析。導致斷帶事故發生的因素主要包括設備因素和人為因素。設備因素主要包括接頭質量不達標、輸送帶表面老化、帶式輸送機的保護工作不到位、帶式輸送機的張力過大等。其中接頭質量不達標是引起帶式輸送機發生斷帶事故的最主要因素之一，接頭工藝差會在使用過程中為斷帶留下安全隱患。工作人員是該運輸系統的重要構成成分。工作人員管理不到位、防范意識差、專業素質低、維護維修工作不到位是造成斷帶的主要人為因素。

二、斷帶保護裝置在輸送機安全運行中的應用

第一，斷帶保護裝置的原理和組成。斷帶保護裝置的組成主要包括制動機構、液壓站、清掃機構、電氣控制等。制動機構為斷帶保護裝置的制動本體，用于巷道輸送的帶式輸送機，需具有安裝輸送方便、占用空間小等特點，可通過模塊化設計制動機構各部分，采用高強度螺栓鏈接各模塊實現。液壓站包括防爆電機、油箱管路、液壓泵站、儲能器、防爆液壓控制閥等部分，其主要功能是儲能器為正常工作的輸送器儲能，制動時高壓油由儲能器注入油缸，從而使制動機構快速制動。

第二，斷帶保護裝置的類型。斷帶保護裝置雖有多種類型，但其組成成份基本形同，都包括制動設施、觸發設施、動力源、檢測設施幾部分，斷代保護裝置可由這幾種組成設施大概分為以下所述的幾種類型：通過制動設施進行分類，可以分為扇形凸輪式、偏心輪式、棘輪式；通過觸發設施進行分類，可以分為膠帶下滑力與電信號；通過動力源進行分類，可以分為機械自鎖力、電氣驅動和液壓驅動；通過檢測設施進行分類，可以分為X射線檢測與磁感應檢測；通過裝置的安裝方式進行分類，可分為整體式類型和離散式類型。斷帶保護裝置在帶式運輸機中的使用可為斷帶事故的發生提供一定的安全保障，從而極大的提高帶式運輸機的使用安全性。

第三，斷帶保護裝置在輸送機安全運行中的應用。通過對當前礦產企業安全生產情況的分析，企業可以從斷帶保護裝置的工藝性、穩定性、經濟性這三個方面對其進行考核。目前在煤礦企業中應用最為廣泛的是以下兩種斷帶保護裝置。第一種保護裝置是楔塊式斷帶保護裝置。這種保護裝置的動力來源主要是帶式輸送機斷帶后所產生的下滑力，楔塊形閘塊在此下滑力的作用下自動自鎖，楔塊式上運下滑的輸送帶。這種裝置的優點是制動力強、系統簡單，與其他機器比較，當運載量改變時，可調整螺栓，改變楔形閘塊與上閘塊的間距和上閘塊深入輸送帶的長度。此裝置的制動面積大，其運作無需外動力，可自給自足，任何類型的帶式輸送機均可使用。局限性主要表現在多臺抓捕器動作不一致，不能同時進行抓捕，因此抓捕面積小，輸送帶易受損。此種裝置成本較高且只可用于上運輸送帶，在下運輸送帶中無法使用。第二種保護裝置是全斷面抓捕式斷帶保護裝置。這種裝置優勢較多，在上運輸送帶與下運輸送帶中均可使用。此保護裝置屬于分體安裝，且趨于整體化設計，同時這種保護裝置本身具有穩定性與靈活性，因此可避免輸送機受損。該裝置通過電控的方式檢測輸送帶運行狀況，液壓系統可以及時接收到運輸機斷帶時該裝置發出的信號，從而使裝置快速制動。然而該裝置在初期成本投入較高，并且不便于后期的維護檢修。

三、斷帶保護裝置應用存在的問題

隨著科學技術的不斷進步與發展，國內外礦產企業都進行了斷帶保護裝置的改革創新，保護裝置的性能進一步得到了提升，然而還有一些殘留問題需要分析解決。帶式輸送機的斷帶保護裝置類型繁多，以帶式輸送機斷帶保護捕捉器為例，此裝置具備很多優點，同時也存在一些缺點。抓捕器會對膠帶的夾持力相當之大，因此抓捕器將會承受巨大的拉力和力矩，輸送機機架也會造成損壞。此外，當輸送機制動時，會產生膠帶打滑逆轉現象，此時斷帶保護裝置若發生動作會發生斷帶事故，然而絕大多數斷帶保護器幾乎都有這樣一個共同的漏洞。帶式輸送機管理困難主要是由于其工作環境惡劣，但是，作為煤鐵礦產業物料運輸不可缺少的重要組成部分，其安全運行十分重要，對帶式輸送機斷帶保護裝置進行更深人的研究，找到合理的解決方案，對相關人員進行專業的帶式輸送機培訓，并制定合理的管理制度，進而減少企業斷帶事故的發生，進一步提高生產過程中的運輸安全性。

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