煤礦帶式輸送機縱向撕帶保護裝置應用分析

夏雯霞

（大同煤礦集團中央機廠，山西大同 037003）

0 引言

我國目前大多數礦井運輸設備采用帶式輸送機，其具有運載量大、運輸距離長、事故率低、結構簡單的特點。由于帶式輸送機運輸距離遠、工作時間長的原因，在生產中很容易造成帶式輸送機發生故障。為了確保帶式輸送機能夠正常工作，技術人員在輸送機上安裝防跑偏、煙霧等保護裝置，這些保護裝置目前在礦井中使用比較成熟，然而在防輸送機皮帶縱向撕裂方面還沒有形成一套有效的防治措施[1]。所以對帶式輸送機采取有效的撕帶預防措施，對輸送機安全穩定運行具有重要意義。

某集團溝礦8201 工作面位于同忻三盤區北東部為山2#層盤區巷，北西部為8202 設計工作面，南東為8206 設計工作面，南西為山2#煤層可采邊界。8201 工作面設計走向長度為1 200 m，傾向長度為200 m，工作面回采煤層為2#煤層，平均厚度為2.71 m，煤層內含夾矸1～2層(總厚度為0.9 m)。煤層走向北西，傾向南東，結構相對簡單。工作面采用綜合機械化回采工藝，截止目前工作面已回采560 m。

8201工作面回采期間在2201巷安裝一部DTL120型帶式輸送機進行煤矸運輸，輸送機電機功率為400 kW，運輸能力為300 t/h；由于受煤質、輸送機檢修維護水平、輸送機安全管理水平等影響，工作面在回采前期，共計發生13 起事故，主要包括電機燒毀、縱向撕帶、減速機軸承斷裂等，其中撕帶事故共計9起，共計造成經濟損失達50余萬元。

1 帶式輸送機縱向撕帶事故原因

帶式輸送機在正常運轉時出現縱向撕裂的原因有很多種，通過現場觀察發現，2201 巷帶式輸送機縱向撕帶原因主要有以下幾種。

1.1 輸送機自身原因

（1）帶式輸送機發生跑偏時，輸送帶在縱向、橫向受力不均，造成輸送帶產生撕帶力矩，導致輸送帶撕裂。

（2）帶式輸送機在長期運轉磨損下，內部鋼絲斷裂，造成輸送帶承載能力降低，在張力作用下發生斷裂。

（3）上皮帶上的物料在卸載時沒有完全掉落而進入下皮帶會導致下皮帶上的殘留物與皮帶長時間摩擦而發生縱向撕裂[2]。

1.2 安全管理不到位

（1）由于回采煤層內含有夾矸，輸送機在運輸煤矸時片狀、尖銳狀矸石對輸送帶產生磨損[3]，導致輸送帶撕裂。

（2）由于煤炭在開采時工作面回采期間安裝較多數量的機電設備，這些設備在生產時難免會掉落部分零件導致皮帶被割傷而發生撕裂。

（3）檢修人員沒有及時發現異物或工作失誤，將異物遺留在物料中也會導致皮帶被割傷。

（4）采煤機在割煤后，工作人員沒有及時將頂板的錨桿進行回收或回收不徹底造成部分錨桿混在物料中，導致皮帶發生撕裂。

帶式輸送機的皮帶發生撕帶事故時，不僅影響著工作面正常回采，降低了輸送帶使用壽命，而且很容易發生傷人事故[4]；通過對2201巷DTL型帶式輸送機發生撕裂事故的位置統計發現，皮帶撕裂常常發生在輸送機轉載處及機尾卸料處。為了實現對帶式輸送機實時監控，防止撕帶事故發生，決定對2201 巷DTL 型帶式輸送機安裝一套縱向撕帶保護裝置。

2 帶式輸送機縱向撕帶保護裝置

2.1 裝置結構組成

（1）2201 巷帶式輸送機安裝的縱向撕帶保護裝置主要由懸掛鏈條、防刺檢測裝置、檢測板、接近傳感器、擋板、托盤、配重等部分組成，如圖1所示。

圖1 帶式輸送機縱向撕帶保護裝置結構示意圖

（2）該裝置主要安裝在上下輸送帶間固定支架上，固定支架與皮帶保持垂直狀態；2條懸掛鏈條分別固定在支架兩側，并將金屬托盤與這2 條鏈條相連，托盤后面設置平衡用的配重。

（3）擋板安裝在托盤底部及鏈條前方，檢測板安裝在托盤上，接近傳感器安裝在托盤側面與檢測板相互配合，數據的輸出端與單片機控制器相連，單片機控制器能夠對數據進行簡單地處理，最終將處理后的信號傳遞到中央控制器[5]。

2.2 工作原理

（1）數據的檢測主要是通過天平對兩側重量進行衡量，若帶式輸送機正常工作，此時托盤與配重處于平衡狀態，托盤處于靜止或某一高度。由于接近傳感器能夠檢測到托盤，數據傳感器會發出正常電平數據，單片機控制器對數據進行簡單地處理將正常信號傳遞到中央控制器。

（2）一旦皮帶發生撕裂，皮帶上的物料就會掉入天平托盤中，托盤在承載較多物料后會失去平衡，此時托盤側下降而配重側上升，距離傳感器能夠檢測到托盤變化，數據傳感器會發出異常電平數據，單片機控制器對數據進行處理將異常信號傳遞到中央控制器，中央控制器根據信號作出相應地處理。

（3）若輸送帶發生撕裂后物料沒有掉入天平托盤中而是掉入下皮帶，此時擋板由于與下皮帶相切，皮帶上的物料便會與擋板碰撞，擋板的移動又會導致托盤位置變化，因此擋板移動后帶動托盤變化會被接近傳感器檢測到傳遞給單片機控制器，單片機控制器對數據進行簡單地處理將異常信號傳遞到中央控制器，中央控制器根據信號發出報警同時斷開驅動電機電源。

2.3 裝置優點

（1）結構簡單、成本費用低。帶式輸送機縱向撕帶保護裝置結構相對簡單，便于安裝維護[6]，整套裝置成本費用為0.76 萬元，成本費用相對較低，在實際應用中裝置故障率低。

（2）自動化水平高。該裝置采用磁性傳感器能夠及時發現物料中存在的金屬異物，一旦發現異常會及時進行報警；同時具有金屬監測系統與中央控制器連鎖停車功能，一旦發現異常及時停機，防止事故擴大，裝置動作靈敏可靠、自動化水平高[7]。

（3）實用性強。該裝置不僅可用于煤礦帶式輸送機中，而且還可用于隧道、橋梁、建筑等領域中，實用性強、應用區域廣[8]。

3 結束語

2019 年4 月對2201 巷DTL 型帶式輸送機安裝了一套縱向撕帶保護裝置，截止到2019年10月，通過6 個月實際應用效果來看，輸送機安裝該保護裝置后，共計檢測出輸送帶7次撕帶現象，并及時對輸送機閉鎖斷電，撕帶總長度不足20 m，與工作面回采前期相比撕帶長度減少了87 m，撕帶事故率由原來的19%降低為3%，降低了帶式輸送機維修成本費用達42 余萬元，保證了帶式輸送機安全高效運行，該裝置在其他煤礦進行很好地推廣應用。