新型擠壓式漏斗堵塞報警停機裝置的設計及應用

馬守斌 劉文勝 朱立新

(安徽馬鋼礦業資源集團南山礦業有限公司)

南山礦“頭頂庫”項目工程根據國家安監總局下發的通知要求，被定性為安徽省重要避險安置項目，為利用膠帶輸送和尚橋鐵礦生產剝離的土、石進行尾礦庫筑壩與復墾，前期(設計為600萬t/a)主要輸送石料進行固壩，后期(設計為1 000萬t/a)以土為主進行復墾。該頭頂庫排巖膠帶生產線2018年10月投產以來發生了多起漏斗堵塞問題，目前以輸送石料為主，后期輸送粉料時皮帶運輸機銜接漏斗堵塞的不確定性將進一步增加。一旦漏斗堵塞或由其他原因(下道皮帶出現壓停、打滑、斷裂等問題)造成的堵塞，如不能及時停機，將會造成極大的經濟損失[1-3]。

1 現有技術存在的問題

皮帶輸送機在礦山生產中作為一種主要的輸送設備被廣泛地使用，通常皮帶輸送機的出料端都連接有銜接漏斗，在使用過程中由于物料的因素，銜接漏斗不可避免地會產生堵塞，一旦產生堵塞就會造成物料上溢，這時如不能及時停機，物料會沿銜接漏斗迅速上溢到皮帶機的頭輪處大量堆積，持續堆積的物料不僅極易將皮帶劃傷、刺穿和撕裂，而且還會墜落造成設備損壞和人身傷害，后續的清理工作既費時又費力。上述情況的發生往往導致生產設備損壞，消耗大量的人力資源，使生產中斷，產生重大的經濟損失，給安全生產帶來嚴重威脅。

目前，各種漏斗堵塞報警停機裝置種類較多，但由于運送礦料的皮帶運輸機現場工作條件惡劣(粉塵、振動和飛濺的礦料)和安裝要求的限制，使用在礦山輸送礦料的皮帶運輸機在銜接漏斗時，都存在缺陷和不足。主要問題表現在：

(1)由于在皮帶輸送機的輸送狀態下，漏斗內的礦料是由中間往周邊逐步坍塌的，現有技術將報警停機裝置安裝在漏斗側壁較高的位置就會產生響應滯后，不能在第一時間報警停機。

(2)現有技術還極易受粉塵、振動和飛濺礦料的影響，產生誤動作或裝置損壞，因此運送礦料的皮帶運輸機使用單位一般都沒有安裝漏斗堵塞報警停機裝置，給生產線埋下了較大的安全隱患。

2 具體實施技術方案

解決上述問題的關鍵在于設計出一種能安裝在銜接漏斗內部最佳位置，并確保漏斗內物料上溢的初始階段就能發出報警停機信號，且不受粉塵、振動和飛濺礦料的影響而誤動作和損壞的報警停機裝置。圖1為新型擠壓式漏斗堵塞報警停機裝置，其由安裝盤、頂桿、頂盤、彈簧、導向套、安裝座、限位器、護罩、螺釘、安裝支撐管等組成。安裝盤下端面周圍焊接有導向套，中心鉆通孔與頂桿較小間隙配合。頂桿上部設螺紋，下端面焊接有頂盤，頂桿通過螺母串設在安裝盤中心孔中，安裝盤與頂盤之間的頂桿設彈簧。頂盤可在導向套中上下滑動無阻滯。安裝盤上部焊接有座板，座板通過螺栓連接有限位器，限位器觸頭和頂桿上端面相對，頂桿上下行程同限位器觸頭行程匹配。限位器設護罩，護罩通過安裝盤上的4個螺紋孔用螺釘緊固在安裝盤上端面。護罩上蓋設中心孔和安裝支撐管下部通孔相對，限位器的控制線串設其中，通過支撐管引出和膠帶拉繩控制器連接，實現自動化控制。

圖1 報警停機裝置視圖

新型擠壓式漏斗堵塞報警停機裝置有導向套、護罩的保護以及限位器的控制線從安裝支撐管內引出的巧妙設計，可把該裝置通過安裝支撐管或焊接在護罩上的輔助件安裝在漏斗內部合適位置。一旦漏斗堵塞或其他原因發生物料上溢時，上溢物料擠壓頂盤，頂盤帶動頂桿上移推動限位器觸頭，限位器發出報警停機信號。該裝置因能安裝在漏斗內部合適位置，所以物料在漏斗內上溢的初始階段就能發出報警停機信號。由于漏斗堵塞后能瞬時停機，礦料在漏斗內堆積較少，可大幅縮短漏斗疏通時間，降低工人的勞動強度，提升生產線的運行效能。漏斗內物料疏通后，頂盤在彈簧力和自重的作用下回位，皮帶運輸機可繼續正常運轉。

該裝置的創新點為：①可安裝在漏斗內部任何適當位置，一旦因皮帶壓停、拉斷、打滑和漏斗堵塞造成物料沿銜接漏斗上溢時，能在物料上溢的初始階段發出停機信號，避免物料繼續上溢造成的一系列問題，避免不必要的經濟損失；②不會受粉塵、振動和飛濺礦料的影響而產生誤動作和損壞；③結構簡單，安裝方便，價格低廉，可實現自動化控制。

3 應用效果

由圖2可知，新型擠壓式漏斗堵塞報警停機裝置安裝在南山礦頭頂庫排巖生產線31#移置皮帶機漏斗內，目前已觸發了4次。每次漏斗堵塞，礦料上溢的初始階段都能觸發該裝置，由于及時停機，礦料在漏斗內只有少量堆積，在很短的時內就能清理完畢，重新恢復生產。避免了因漏斗堵塞導致膠帶磨損、劃傷、刺穿和撕裂等更大事故的再次發生，消除了不必要的經濟損失和安全隱患，大幅縮短了漏斗疏通時間，降低了工人的勞動強度，提升了生產線的運行效能，效果顯著，解決了現有技術的缺陷與不足。

圖2 報警停機裝置安裝在31#移置皮帶機漏斗內示意

4 結 語

新型擠壓式漏斗堵塞報警停機裝置解決了現有技術存在的缺陷和不足，特別是在礦山輸送礦料的皮帶運輸機中應用效果顯著。該裝置可通過固定支承管或輔件焊接安裝在漏斗內部任意合適位置，且不受粉塵、振動和飛濺礦料的影響，可避免因皮帶壓停、拉斷、打滑和漏斗堵塞造成的事故擴大化，避免不必要的經濟損失，消除安全隱患，且具有較大的社會推廣應用價值。