煤礦帶式輸送機設備分析

蔣興育

（貴州水城礦業股份有限公司機械制造分公司，貴州 六盤水 553000）

引言

礦用帶式輸送機是煤礦采掘工作面的重要運輸設備之一，它不僅運輸能力大、運輸距離長、操作簡單，而且適應性強，可在地質條件以及施工條件相對復雜的施工地段使用。但是在實際煤礦生產過程中，由于輸送機安裝質量不合格、檢修維護不到位以及操作不規范，輸送機在使用過程中會經常出現故障，不僅縮短了輸送機的使用壽命、影響了煤礦安全高效運輸，而且很容易發生重大煤礦機電事故。本文以司馬礦采掘工作面安裝的DTL型帶式輸送機為研究對象，對輸送機在日常使用過程中常見故障原因進行合理分析，并提出了有效的措施，力求保證煤礦安全穩定生產。

一、帶式輸送機智能控制系統組成

帶式輸送機智能控制系統主要包括智能控制系統、智能控制箱、隔爆兼本質安全型變頻器、帶式輸送機保護裝置、料流傳感器、視頻監控智能報警系統等，并將各子系統監控數據匯集處理，實現系統自動運行、智能保護的功能。1）智能控制系統，采用分布式控制結構，利用工業以太環網，在帶式輸送機控制分站之間建立通信，實現帶式輸送機運輸系統的集中控制。2）智能控制箱，內置可編程控制器PLC，采集變頻器、傳感器數據及外部命令，分析設備運行狀態、物料狀態、故障狀態等，實現整個系統的智能節能運行。3）帶式輸送機保護裝置，可實現對相關設備（給煤機、破碎機）的聯鎖控制，具有各種保護和報警預告功能。4）料流傳感器，是控制系統的主要監測設備，本方案采用微波型料流傳感器。運輸系統啟動時，可準確監控各帶式輸送機煤量，調整運輸系統運行速度。5）設備開停傳感器，煤流系統內設備均配置設備開停傳感器，準確反饋各設備是否運行，并與料流傳感器配合，控制系統能準確掌握運輸系統內設備運行狀態。6）視頻監控智能報警系統，集成視頻分析原理、網絡技術和監測監控技術，監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，避免違規作業，及時發現事故隱患。

二、煤礦帶式輸送機故障機理

（一）輸送帶打滑

輸送帶打滑主要是由于驅動滾輪與輸送帶的運行速度不匹配而導致的相對運動，帶式輸送機的打滑不僅導致輸送帶傳輸失效同時又可能由于輸送帶摩擦而導致火災，在下坡段出現“飛車”事故。由于張緊裝置安裝錯誤或被物料卡住從而無法提供足夠的張力，使得輸送帶與滾筒作用點的張力過小；較快的啟動速度導致輸送帶打滑；輸送帶上有積水或者滾輪由于長時間的運行而產生磨損，導致輸送帶阻力過小從而產生打滑。

（二）輸送帶斷帶

（1）接頭不牢固：輸送機在運輸物料時突然出現卡頓現象，輸送帶接頭處縱向拉力加大，若輸送帶接頭不牢固會出現接頭卡扣咬合力小于拉力，造成輸送帶在接頭處斷帶。（2）輸送帶磨損嚴重：輸送機在安裝時由于輸送帶張力過大、輸送帶跑偏等造成輸送帶運輸物料時機械磨損嚴重，主要表現在輸送帶變薄、輸送帶鋼絲斷裂等，致使輸送帶抗拉力變小，從而造成輸送帶斷帶。

（三）輸送帶跑偏

帶式輸送帶跑偏主要是指輸送帶中心偏離輸送機中心線的現象，輸送帶跑偏是帶式輸送帶最常見的故障之一，輸送帶跑偏同時會引起輸送帶的撕裂、斷裂以及打滑等。造成輸送帶跑偏的主要原因如下：1）安裝誤差，復雜的地形以及長距離輸送過程中很難保證輸送帶與滾輪之間相對位置不變，從而發生跑偏。同時由于人為操作不規范的原因，使得托輥與輸送帶偏離標準規定值，從而使得托輥不垂直托輥組，在運輸過程中產生跑偏。另外由于滾輪與輸送帶之間的細小偏差，導致輸送帶與滾輪之間的受力不匹配，從而導致輸送帶跑偏。2）接觸面不平整，由于加工誤差使得滾輪與輸送帶之間產生相對偏離，導致產生與輸送方向不一致的外力，從而導致跑偏。3）長時間的連續輸送，導致輸送帶頭部發生磨損，從而產生與運輸方向不一致的外力，進而發生輸送帶跑偏。4）由于輸送帶突然受到外界的重力作用，使得張力與輸送帶所需方向不一致，從而導致了輸送帶跑偏的現象。

（四）輸送帶縱向撕裂

由于煤礦輸送通常為長距離輸送，輸送帶通過內部的鋼繩來增強其橫向強度，但在長距離輸送過程中，較大的拉力超出了輸送帶縱向拉力時就會產生縱向撕裂。一旦出現縱向撕裂，輸送帶就會失效。通常產生縱向撕裂的情況如下：1）由于違規操作，在運輸過程中夾雜尖銳物質，尖銳物質會刺穿傳輸帶，產生撕裂。尖銳物同時會卡在劃痕處，隨著工作時間延長，尖銳物質會不間斷地增加額外的作用力，從而使傳輸帶發生撕裂；2）運輸過程中，如果輸送帶發生跑偏，輸送帶會與邊緣的托輥或者托輥架發生摩擦和相互擠壓，如果不能及時調整跑偏，會使輸送帶發生磨損，從而導致輸送帶撕裂；3）滾輪或者托輥由于加工誤差而產生毛刺，隨著運輸的不斷進行，毛刺會對輸送帶進行切割，長時間會使輸送帶發生撕裂。由上面分析可以知道輸送帶發生撕裂的原因主要是尖銳物質的摩擦及刺破，輸送帶跑偏以及滾輪和托輥加工誤差產生的毛刺而引起的。輸送帶正常工作過程中，輸送帶和托輥受力較平穩，一旦輸送帶發生撕裂，撕裂的過程中會產生異常大的附加壓力，維持較長一段時間，當輸送帶被撕裂后，壓力瞬時減少。通過監測壓力與整體張力變化趨勢即可判斷出輸送帶是否產生撕裂。

結語

帶式輸送機作為礦井主要運輸設備，是建設綠色礦山的關鍵環節。本方案以建設高產高效礦井為目標，貫徹無人則安的理念，綜合變頻調速技術、煤量檢測技術、智能控制技術、遠程監控技術、物聯網技術等，通過現場實際運行檢驗，實現帶式輸送機順序啟停，智能調速，全運輸系統無人值守，并達到良好的節能效果，通過崗位替代和設備自動化升級從根本上提高煤礦安全。