帶式輸送機阻燃輸送帶檢驗方法及應用

張 銘

(山西潞安檢測檢驗中心有限責任公司，山西 長治 046200 )

0 引 言

帶式輸送機在煤礦運輸領域有[1]。隨著煤礦開采效率的不斷提升，帶式輸送機的輸送效率越來越高，導致很多礦井中的輸送機都是長時間滿負荷運行[2]。礦井環境特殊，空氣中包含有很多瓦斯、煤粉等易燃易爆物體，煤炭本身屬于易燃物質，如果帶式輸送機工作時產生火花，極易引發火災甚至爆炸等安全事故[3-4]。為確保煤炭運輸的安全，帶式輸送機中使用的皮帶普遍具有阻燃性質，目的在于避免使用時產生火花[5]。皮帶作為帶式輸送機中非常重要的構成部分，其性能好壞對整個帶式輸送機均有非常重要的影響[6]。因此在使用阻燃輸送帶前，有必要對其各項性能進行檢測檢驗，確保滿足相關要求。

1 阻燃輸送帶

為了提升煤礦運輸過程的可靠性和安全性，目前很多礦用帶式輸送機中使用的皮帶均為阻燃輸送帶。輸送帶在使用前需要對各項性能指標進行嚴格檢驗，以保障使用過程的安全性。以DTL120/150/2×315型帶式輸送機使用的阻燃輸送帶為例進行分析，該型號輸送帶的寬度為1.2 m，為整芯阻燃輸送帶。行業規范標準MT914-2008《煤礦用織物整芯阻燃輸送帶》對此類輸送帶的各項性能指標給出了明確要求。在所有性能指標中，輸送帶的抗拉強度、燃燒性能以及表面電阻是最為重要的。因此主要以上述三個性能指標為例對帶式輸送機中使用的阻燃輸送帶性能進行驗證。只有確保阻燃輸送帶各項性能滿足規范標準中的要求，才能夠保障煤礦運輸的安全與可靠。

2 性能檢測檢驗設備及試樣

2.1 檢測檢驗儀器設備

礦用帶式輸送機阻燃輸送帶需要進行檢測檢驗的項目主要包括抗拉強度、阻燃性能和抗靜電性能，用到的設備主要包括拉力試驗機、燃燒試驗裝置和電阻測量裝置。整個檢測檢驗過程中，需要嚴格按照標準控制環境參數，空氣的溫度和濕度分別在23±2℃和45～75%RH范圍內。以下主要對這些實驗裝置的技術指標和性能進行簡要介紹。

(1) 萬能拉力實驗機 在對阻燃輸送帶的抗拉強度進行檢驗時，要求設備能夠對皮帶進行很好的夾持，且實驗過程中不得出現打滑、夾斷等問題。選用的具體設備型號為RGM-3300，可以對阻燃輸送帶的抗拉強度進行檢驗。該型號設備的測試速度可以控制在0.01～500 mm/min范圍內，所得結果精度在1%范圍內。

(2) 燃燒實驗裝置 使用的實驗設備為CMK-1，該設備中使用的燃料為甲醇和乙醇，兩種燃料的比例為1：19。燃燒過程中火焰高度可以根據實際情況在150～180 mm范圍內調節，火焰溫度在900～1 020 ℃左右。

(3) 電阻測量儀器煤礦工作環境較為特殊，要求輸送帶具有一定的抗靜電能力，如若不然輸送帶工作時與滾筒、托輥等摩擦時可能產生火花，引發火災、爆炸等安全事故。使用的是PC68型數字高阻計，有效測量范圍為1×103～1×1016Ω，測量誤差可以控制在5%范圍內。

2.2 阻燃輸送帶檢測試樣制備

為了能夠更好的描述阻燃輸送帶的實際性能，在對輸送帶進行取樣檢測時必須嚴格按照規范標準執行。對檢驗試樣的具體要求如下：①拉伸試樣。需要取樣的數量為10個，取樣位置應該與輸送帶邊緣位置超過50 mm，所取試樣為矩形，長度為950 mm，寬度為150 mm。要求試樣的表面干凈，不得出現油污污染；②燃燒試樣。所取數量為6個，取樣位置與輸送帶邊緣位置超過50 mm，試樣為矩形，其長度和寬度分別為150 mm和25 mm，誤差可以放寬到2 mm范圍內。要求試樣表面光滑，不得出現破損現象；③電阻試樣。取樣數量為6個，試樣為邊長為300 mm的正方形。要求對試樣表面進行徹底清潔，然后在干燥空氣中靜置1天。

3 檢測檢驗結果分析

3.1 抗拉強度檢測結果

阻燃輸送帶的拉伸強度、粘結強度以及撕裂力等都是比較重要的技術指標，這些技術指標統一可以利用輸送帶的抗拉強度和斷后伸長率進行檢驗。實驗時利用拉伸設備的兩個夾持器分別對試樣兩端進行夾持，并以100 mm/min的速度進行拉伸，直到輸送帶拉斷為止。10個試樣中，5個進行縱向拉伸強度檢驗，5個進行橫向拉伸強度檢驗，結果如圖1所示。

圖1 阻燃輸送帶抗拉強度檢驗結果統計

從圖中可以看出，阻燃輸送帶的縱向抗拉強度在838～951 N/mm范圍內，橫向抗拉強度在352～411 N/mm范圍內。阻燃輸送帶不管是縱向還是橫向抗拉強度都在一定范圍內變化，這主要是由于測量誤差引起的。標準中規定阻燃輸送帶的縱向和橫向抗強度值分別不得低于800N/mm和286N/mm。可見，檢測的阻燃輸送帶抗拉強度滿足標準要求。

阻燃輸送帶的斷后伸長率在縱向和橫向方向上雖然有一定程度的差異，但是差距非常小。縱向斷后伸長率在19.48%～23.14%范圍內變化，橫向斷后伸長率在25.63%～28.06%范圍內變化。標準中規定阻燃輸送帶的縱向和橫向斷后伸長率分別不得低于15%和18%。可見，檢測的阻燃輸送帶斷后伸長率滿足標準要求。

3.2 阻燃檢驗實驗結果

燃燒實驗可以很好的反映阻燃輸送帶的阻燃性能，主要性能指標為燃燒時間，可進一步劃分成為有焰燃燒時間和無焰燃燒時間。如圖2所示為阻燃輸送帶阻燃性能檢驗結果。從圖中可以看出，有焰燃燒的最長時間和最短時間分別為1.44 s和1.15 s，6個試樣的平均時間為1.27 s。無焰燃燒的最長時間和最短時間分別為0.35 s和0.25 s，平均時間為0.3 s。規范標準中對燃燒時間有明確要求，對于6個表面完全覆蓋了阻燃材料的試樣，單個試樣無論是有焰燃燒時間還是無焰燃燒時間都不得超過10 s，所有試樣的有焰燃燒時間和無焰燃燒時間的算術平均值需要控制在3 s范圍以內。可見，阻燃輸送帶的燃燒實驗結果遠遠低于規定標準中的要求值。

圖2 阻燃輸送帶阻燃性能檢驗結果

3.3 表面電阻檢測結果

利用PC68型數字高阻計對試樣的上表面電阻和下表面電阻進行測量，取兩個表面的平均值作為該試樣的檢測結果。如圖3所示為阻燃輸送帶表面電阻測量結果，從圖中可以看出，6個試樣的表面電阻值全部沒有超過3×108Ω，滿足標準中的規定值。說明阻燃輸送帶的抗靜電能力相對較好，可以達到礦井環境的使用要求。

圖3 阻燃輸送帶表面電阻測量結果

4 阻燃輸送帶檢測檢驗結果評價

以上主要對DTL120/150/2×315型帶式輸送機中使用的阻燃輸送帶各項性能指標進行了檢測檢驗。結果發現，輸送帶的抗拉強度、燃燒時間以及表面電阻值都嚴格控制在了規范標準中要求的范圍以內。驗證了阻燃輸送帶的性能，質量控制結果是令人滿意的，可以在煤礦運輸過程中進行應用，從而提升煤礦運輸過程的安全性。

5 結 論

以DTL120/150/2×315型帶式輸送機使用的阻燃輸送帶為例，對其抗拉強度、阻燃性能和抗靜電性能進行了檢測檢驗，得結論主要如下。

(1) 阻燃輸送帶的縱向和橫向抗拉強度最小值分別為838 N/mm和352 N/mm，對應的斷后伸長率最小值分別為19.48%和25.63%，全部高于標準要求。

(2) 阻燃輸送帶的有焰燃燒時間和無焰燃燒時間，不管是單個試樣還是全部試樣平均值均遠遠低于標準中的要求。

(3) 阻燃輸送帶表面電阻值在2.29×108～2.87×108Ω范圍內變化，滿足標準中輸送帶表面電阻不得超過2.87×108Ω的要求。

(4) 對三個重要性能指標的檢測檢驗發現全部滿足標準要求，阻燃輸送帶的性能質量控制是合格的，能應用到煤礦工程實踐中，可以保障礦井生產安全。