礦用SGB型刮板輸送機斷鏈保護裝置的應用分析

高俊偉

（大同煤礦集團雁崖煤業公司， 山西 大同 037003）

1 雁崖煤業公司2305系統巷概述

大同煤礦集團雁崖煤業公司2305系統巷設計長度為120 m，巷道斷面規格（寬×高）為4.5 m×3.5 m，巷道掘進煤層為山西組4號煤層，煤層平均厚度為3.5 m，巷道開口掘進期間在工作面內安裝一部SGB620-40T刮板輸送機與盤區帶式輸送機進行聯合出煤，輸送機電機功率為40 kW。

由于2305巷掘進煤層含夾矸較多，導致在系統前期掘進期間刮板輸送機經常出現故障，主要表現為斷鏈故障。根據礦機電科統計分析，2305巷在前期掘進期間共計出現9次斷鏈事故，造成經濟損失達27.3萬元，嚴重制約著系統巷安全快速掘進。

2 刮板輸送機斷鏈原因及危害

2.1 斷鏈原因

1）刮板輸送機在運送矸石時常由于矸石沒有拉空被拖入底槽，底槽下部的刮板鏈條拉力增大、負載增加，很容易導致下部鏈條損傷。

2）由于刮板輸送機常常處于高負荷運行狀態，再加上井下工作環境惡劣，鏈條使用年久沒有更換，這些都會導致鏈條的強度與硬度降低，發生斷裂事故的概率也比較大[1-4]。

3）施工人員在安裝刮板機溜槽時沒有按照標準的工藝進行安裝，導致刮板機由于底板不平發生碰撞及對口錯位，甚至會與刮板及鏈環發生板卡，這些都會造成刮板鏈條的運行阻力增大。

4）刮板輸送機鏈條張緊力較大時會導致鏈條初張力增大，鏈條在這種情況下發生板卡時，很容易導致鏈環由于沖擊載荷較大發生斷裂。

5）施工人員在安裝時沒有按照標準工藝安裝，導致刮板機兩根鏈條長度不同或過松，這將會造成鏈條在正常運行中發生跳牙，跳牙會引起鏈環與鏈輪牙齒發生劇烈碰撞，導致鏈環發生損壞或斷裂。

6）巷道在安裝刮板機輸送機之前沒有對巷道的底板進行標準化作業，導致巷道底板不平不直，這也會導致輸送機在運送矸石時受力不均[5]。

7）井下刮板輸送機常處于高負荷運行狀態，再加上井下空氣比較潮濕、風速較大，鐵質材料的鏈條很容易發生化學腐蝕、變形。除了刮板輸送機在運輸較重矸石時會產生較大拉力，當刮板鏈上殘留矸石再啟動時，也會使刮板鏈條產生較大拉力。這些較大拉力都會導致鏈條變形嚴重、拉力下降。

2.2 斷鏈事故的危害

當鏈條在發生斷裂事故的瞬間，由于上部鏈條發生斷裂，而下部鏈條仍然正常運行，此時矸石會向底槽堆積，鏈輪會產生較大的拉力，最終導致電機燒損。如刮板機發生斷裂后仍然正常運行，將會導致斷裂處的鏈條間距越來越大，后期檢修人員需增加人力對鏈條進行拖鏈拼接，這將大大增加工作人員的勞動強度及處理事故的時間，而且電機燒損也會降低機電設備的使用壽命。如刮板輸送機在發生斷裂事故的瞬間能夠及時判斷并停機，這將會減輕或降低斷裂事故后期對生產造成的惡劣影響。然而如果僅僅依靠操作人員及開關的過載保護裝置很難再發現斷鏈后及時停機。因此如何保證刮板輸送機在發生斷裂事故的瞬間能夠及時停機是解決斷鏈事故的主要途徑。

3 斷鏈保護裝置應用分析

3.1 斷鏈保護裝置結構組成

1）刮板輸送機斷鏈保護裝置是由以下部件組成：花蘭螺絲、細鋼絲、導向管、彈簧、鐵滑塊和接近開關，如下頁圖1所示。

2）首先在刮板機下方安裝細鋼絲，操作人員可以通過控制細鋼絲的松緊來調整花蘭螺絲。接近開關是一種非接觸式的檢測裝置，它能夠確保物體接近的瞬間自動發生動作。

3）操作人員可以在導向管的開口處安裝該裝置，但要準確把握導向管與開口的距離，如導向管與開口的距離較遠，檢測裝置不能及時發生動作，如導向管與開口的距離較近，檢測裝置很容易發生誤動作，導致設備“偷停”。

4）鐵滑塊主要是為了觸發開關動作，當鐵滑塊與導向管開口接觸較近時，接近開關會發生動作。因此，操作人員要時刻保證鐵滑塊在導向管內的靈敏度，同時為了降低鋼絲與導向管的摩擦，操作人員還需在導向管拐角處安裝一個滑輪。

圖1 刮板輸送機斷鏈保護裝置結構示意圖

3.2 斷鏈保護裝置工作原理

1）當刮板輸送機在正常運行時發生鏈條斷裂后，此時上部鏈條會發生松弛下垂，安裝在機頭下方的細鋼絲會受到上部鏈條壓力，細鋼絲受到壓力又會帶動導向管內的鐵滑塊移動到導向管開口位置，接近開關監測到導向管內鐵滑塊接近時發出信號，該信號經過光纜傳遞到電源的控制回路，將電路中刮板電源的常閉觸點斷開，此時，刮板機由于失去動力電源而被迫停止運行，這就能夠避免刮板機發生斷裂后導致電機燒損或事故擴大。

2）刮板輸送機的斷帶保護裝置最主要的部件為電感式接近開關。該接近開關在運行時內部安裝的振蕩器會產生交變磁場，一旦有金屬物體靠近時，就會在金屬物內部產生渦流，該渦流會阻礙振蕩器震蕩。后級放大電路將衰減的振蕩器信號轉換為開關信號，觸發控制回路常閉觸點斷開。

3）斷帶保護裝置通常采用兩種啟停接線方式：一種是將接近開關的輸出線于控制回路的常閉出點連接，常閉觸點斷開后開關斷電；一種是將接近開關的輸出線于PLC連接，PLC對接受到的信號經過處理后將停電信號直接傳遞到開關將電源斷開。

4 斷鏈保護裝置應用效果

2019年7月21日工程輔助隊在2305系統巷刮板輸送機安裝一套斷鏈保護裝置，通過3個月實際應用觀察發現，刮板輸送機安裝斷裂保護裝置后，輸送機斷裂現象得到有效控制，斷鏈故障率由原來的18%降低至2%，節約設備維修費用達22萬元，保證了巷道安全快速掘進，取得了顯著安全、經濟效益。