煤礦中皮帶運輸設備的故障分析及監測處理

崔鑫

摘 要：本文分析了當前我國煤礦企業皮帶運輸機設備存在的故障問題，分析了其運行原理，并針對其故障原因指出了相關的監測處理方法。皮帶運輸機性能直接影響著煤礦企業的生產效率與成本，企業必須采用有效的故障監測方法，有效分析，才可以及時解決運行問題，從而獲得更多的經濟與社會效益。

關鍵詞：煤礦;皮帶運輸設備;故障;監測處理

1 皮帶運輸機設備構造

某煤礦采區皮帶運輸機設備設計運輸總長度為2700m，設計帶速為每秒3.2m，此皮帶運輸機的實際運輸能力為1500t/h，初期安裝總長度為950m。同時，皮帶運輸機采用了雙滾筒的驅動運輸方式。此皮帶運輸設備中具備支撐與清掃裝置，其中最為關鍵的便是皮帶運輸設備的皮帶及電機。在實際運輸過程中一般不會發生電機故障問題，但一旦電機運行不暢會為煤礦企業的運輸工作帶來諸多不利影響。當前皮帶運輸機最為頻繁發生故障的部位為皮帶部件，這也是主要的動力傳輸部件，與煤炭直接接觸。由此看出，在煤礦傳輸過程中，皮帶部件具備十分重要的作用。

2 皮帶運輸設備故障及處理措施

2.1 皮帶運輸機設備跑偏

某煤礦采區皮帶運輸設備在運行期間，皮帶受多種外力因素的影響，當傳輸設備處于正常運輸模式時，皮帶圍繞中心軸轉動，運輸煤炭。但若煤炭在運輸期間在皮帶上分布并不均勻，則會導致中心軸出現偏差，不但無法正常運輸煤炭，甚至還會縮短皮帶運輸機的使用壽命。除此之外，當皮帶發生跑偏問題時，甚至還會引發火災事故問題，嚴重威脅了煤礦企業的安全生產。相關技術人員研究分析發現，某煤礦皮帶運輸設備運行期間，皮帶會受到運輸力的影響，當皮帶運輸機處于高速運行模式時，外界較大的作用力會導致其自身受力發生變化，從而導致偏差問題。

2.2 皮帶運輸設備打滑

某煤礦采區皮帶運輸設備運行情況與皮帶摩擦系數存在較大關系，當皮帶運輸設備出現受力不均問題時，其摩擦力會相對產生變化。當皮帶摩擦力低于臨界值時，皮帶會發生打滑問題，運行效率降低。甚至皮帶打滑會產生更多的熱量，加速皮帶的老化程度，縮短其使用壽命，甚至還會引起燒毀問題。除此之外，皮帶受力不均勻也會引發火花的產生，極易導致瓦斯爆炸事故，嚴重威脅了煤礦企業的正常安全生產。技術人員深入分析原因發現，煤礦在開采過程中存在水煤問題，在運輸煤炭時使得部分水分滴落至皮帶的背面或滾軸，減小了皮帶表面的摩擦力，從而導致其發生打滑問題。除此之外，技術人員在安裝與維護皮帶過程中的張力不足問題也會降低皮帶的摩擦力，從而使其發生打滑問題。針對此，煤礦工作人員在遇到水煤問題時，應及時關閉噴淋裝置，并減小給煤數量，避免皮帶出現打滑問題。

3 皮帶運輸設備故障監測系統

3.1 皮帶運輸設備故障監測系統結構

類似于多數煤礦企業采用的皮帶運輸設備故障監控系統，某煤礦企業使用的系統還增加了MCGS嵌入式觸摸屏，確保井下的工作人員可以實時監控皮帶運輸機的運行情況，以便及時處理故障問題，確保煤礦生產工作的安全進行。

3.2 皮帶運輸設備故障監控系統功能模塊

一是物理層，皮帶運輸設備監控系統物理層主要包括溫度傳感裝置、振動傳感裝置等收集設備，這些裝置可以有效收集各種皮帶運輸機的運行參數信息。其中振動傳感裝置采用4至20毫安的電流信號作為輸出信號，并利用隔離放大裝置將其轉變為0至5伏的電壓信號，在輸送至模擬量擴展模塊中。溫度傳感器采用了4至20毫安的電流信號，其無需轉化為電壓信號，可以直接被輸送至模擬量擴展模塊中。二是數據收集與傳輸層，即PLC分站，包括MCGS嵌入式觸摸屏與PLC裝置，其可以利用相關的擴展模塊在線分析數據信息，并完成處理工作。且可以將監測信息實時顯示至MCGS嵌入式觸摸屏中，并通過上機位完成相關的通信工作。三是信息處理層，即上位主機，其可以在相關的顯示設備中展現皮帶運輸機的實際運行情況，并記錄查詢相關的數據信息，并根據皮帶運輸機運行期間出現的故障問題進行實施預警。

4 皮帶運輸設備故障診斷實際案例分析

某煤礦采區皮帶運輸機電機前軸軸承出現了嚴重的振動問題，且振動頻率明顯超出了標準值。通過故障診斷系統可以發現，此運輸設備已經開始處于異常的煤炭運輸模式。監測發現，電動機工頻為25赫茲，分析加工處理皮帶運輸設備采集的數據信息可以發現，電動機前軸位置軸承徑向的振動幅度達到了每秒9.7mm，但標準數值為9.0mm/s，已經超出標準值范疇。之后技術人員利用專家監測系統分析此故障問題，并在故障信息系統中查找類似問題，通過推理分析可以得出皮帶運輸機出現了轉子不平衡的故障問題，通過檢查驗證皮帶運輸機轉子的實際運行情況可以看出，故障結果診斷無誤。這也進一步表明，皮帶運輸機故障監測系統具備較強的準確性，在煤礦運輸過程中可以及時發現問題并針對性的采取處理措施，提高了煤礦生產的安全性與穩定性，提高了企業的經濟效益水平。

5 結束語

煤礦企業的技術人員應充分結合皮帶運輸機的實際運行情況，及時掌握其可能發生的故障問題，并針對性的采取監測措施，從而有效避免故障的再次發生，保證皮帶運輸設備的安全可靠運行，為企業贏得更多的經濟與社會效益。

參考文獻：

[1]董秀峰.五畝沖礦皮帶運輸系統控制改造[J].機械管理開發，2018.