帶式輸送機斷帶事故的預防與保護

高永峰

（中國神華準能公司哈爾烏素選煤廠原煤車間，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

帶式輸送機廣泛應用于煤炭生產行業，承擔著一個或多個采區的煤炭運輸任務。因此，設備長期處于高負荷連續工作狀態。另外，煤炭生產環境復雜，易產生矸石墜落或卡阻膠帶，致使斷帶事故的發生。因此，研究帶式輸送機斷帶事故的預防與保護具有重要意義。

一、帶式輸送機概述

（一）工作原理

帶式輸送機主要由滾筒、機架、膠帶、保護裝置、驅動裝置（電機、減速機、耦合器等）組成。帶動輸送帶轉動的滾筒稱為驅動滾筒(傳動滾筒)；另一個僅在于改變輸送帶運動方向的滾筒稱為改向滾筒。驅動滾筒由電動機通過減速器驅動，輸送帶依靠驅動滾筒與輸送帶間的摩擦力拖動。驅動滾筒一般裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動。物料由喂料端喂入，落在轉動輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動運送到卸料端卸出。

（二）特點

選煤系統類的帶式輸送機主要特點是輸送帶長、載物量大、轉速快。井工礦類的帶式輸送機除有上述特點外它的機身可方便伸縮，設有儲帶倉，機尾可隨采煤工作面推進伸長或縮短，結構緊湊，可不設基礎，直接在巷道底板上鋪設，機架輕巧，拆裝方便。當輸送能力和運距較大時，可配中間驅動裝置來滿足要求。根據輸送工藝要求，可單機輸送，也可多機組合成水平或傾斜的運輸系統來輸送物料。

二、帶式輸送機斷帶的危害

帶式輸送機發生斷帶現象在一定程度上損壞了帶式輸送機的其他部件。例如托輥支架,和膠帶機的驅動部分，一旦托輥支架發生損壞會造成托輥由于無法得到穩定的固定,使托輥脫離托輥支架,托輥的墜落一方面可能對帶式輸送機附近的工作人員生命安全造成威脅,另一方面可能會對帶式輸送機附近的其他設備造成一定程度的損壞。由此看出,帶式輸送機斷帶不僅會因損壞帶式輸送機的其他部件而造成經濟損失,也可能因損壞帶式輸送機周圍的其他部件造成經濟損失,另外,帶式輸送機一旦發生斷帶修復會花費大量時間,在此期間,帶式輸送機無法正常工作,造成的經濟損失不言而喻，若情況較嚴重甚至會造成生命損失。

三、帶式輸送機常見事故及原因

（一）輸送帶跑偏

1.托輥組及機架安裝不正或損壞。托輥安裝不正或托輥組支架、機架損壞，軸承損壞、缺油籌，造成局部托輥阻力增大，致使輸送帶局部跑偏。2.滾筒軸線與皮帶機中心線誤差。驅動滾筒、張緊滾簡、改向滾筒、尾部滾筒的軸線與連續皮帶機中心線不垂直，造成輸送帶在各滾筒受力不均勻，影響輸送帶的運行，導致跑偏。3.滾筒外表面加工誤差。滾筒外表面加工誤差會造成滾筒直徑大小不一，輸送帶會向直徑較大的一側跑偏。4.輸送帶本身問題。如輸送帶本身制造質量差，材質不均勻或在使用中產生老化變形、邊緣磨損，或輸送帶損壞后重新制作的接頭中心不正，這些都會使輸送帶兩側邊所受拉力不一致而導致跑偏。5.輸送帶的張緊力不夠。輸送帶無載時或少量載荷時不跑偏，當載荷稍大時會出現跑偏現象。張緊裝置是保證輸送帶始終保持足夠張緊力的有效裝置，張緊力不夠，輸送帶的穩定性就差，受外力干擾影響就越大，嚴重時還會產生打滑現象。6.轉載載點不正。若轉載機或上部輸送帶輸送機轉載落下的物料煤落不在輸送帶的中部，就會出現長距離的跑偏。

（二）皮帶撕裂及其誘因

1.輸送帶跑偏撕裂。在輸送帶運行過程中，有時輸送帶會受到沖擊或局部礦石堆積不均勻，導致輸送帶出現單側跑偏，此時輸送帶會出現褶皺堆積或輸送帶折疊現象。若長時間處于跑偏情況，輸送帶會在硬物或尖銳物件刮傷下出現撕裂，從輸送帶跑偏到其被撕裂往往需一個較長過程，往往都能在跑偏出現伊始就發現這一現象。2.抽芯撕裂。通常，這種類型的撕裂主要發現在鋼繩芯皮帶，比如在輸送帶帶載啟動或設備急停時，輸送帶中的鋼絲繩會在瞬時沖擊作用下斷裂，在長時間反復疲勞工作后，斷裂面逐步擴大，斷裂的鋼絲繩頭會從皮帶接頭處、粘口處或磨損較嚴重處露出蓋膠外；鋼絲繩卷入其他運輸裝置，就會在扯動中造成輸送帶撕裂。3.礦石堆壓堵塞導致的撕裂。皮帶輸送機械末端往往會有一個溜槽，以便于輸送帶回轉，當礦石輸送量過大時，會從溜槽口溢出，堵塞托輥和皮帶間的空隙，另外，礦石輸送量過大，皮帶與托輥間的摩擦力增大，也會導致撕裂現象。

（三）輸送帶打滑及原因

輸送帶打滑原因很多，主要有以下方面：1.由于裝載貨物過多、輸送帶跑偏嚴重、運輸巷道變形、托輥不轉(損壞或雜物纏繞)、煤泥埋壓等原因，使輸送帶阻力過大，甚至有可能比正常增加幾倍，最終造成輸送帶打滑。2.帶式輸送機運行時，由于張緊裝置失靈或輸送帶因變形而伸長，造成輸送帶張緊力減小，從而導致輸送帶打滑。3.當輸送帶滾筒接觸面浸泥水、煤泥及滾筒表面鑄膠損壞變成光面，輸送帶與滾筒間摩擦系數減小使輸送帶打滑。

四、帶式輸送機的保護裝置

（一）防跑偏開關

防跑偏開關是用于檢測帶式輸送機運行過程中輸送帶跑偏程度并進行報警的一種保護裝置，有時也用于在輸送帶嚴重跑偏時自動觸發緊急停機。目前廣泛應用的跑偏開關一般為行程開關式防跑偏開關。防跑偏開關按一定間隔(約50m)固定安裝于帶式輸送機兩側支架上，跑偏開關的滾輪部分在受到偏離中心運轉的輸送帶邊沿擠壓后產生偏轉，當滾輪偏轉到一定角度時觸發開關接點動作。通常一條帶式輸送機所有的跑偏開關常閉接點串聯后接入帶式輸送機的分合閘控制回路或報警指示裝置中；對于很長的帶式輸送機，有時采用將沿線跑偏開關分段分組接入的方式。

目前廣泛應用的防跑偏開關優點為：1.能遠程獨立顯示各個跑偏開關的工作狀態，也有接點動作自鎖保持功能。當有跑偏開關動作時，集控室操作畫面可以準確顯示是第幾段的跑偏開關動作，然后疾控人員通知巡檢人員到現場查看膠帶機的運行狀態。2.現在廠礦一般都用的是機械式滾輪結構的跑偏開關。此開關的缺點是難以長期經受輸送帶的沖擊，需經常檢修和更換跑偏開關。但它使用過程中靈敏度高、動作反應快、安裝簡單、經濟核算也低，所以一般都用機械式滾輪結構的跑偏開關。

（二）防打滑開關

防打滑開關是用來檢測輸送帶與傳動滾筒間的滑動并進行報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發生打滑時自動觸發緊急停機。打滑是一種較嚴重的故障現象，原因可能是超載、輸送帶受卡阻、斷帶、滾筒卡死、驅動電機轉速異常等，如不及時停機可能引起設備嚴重損壞、火災及人身傷害等嚴重事故。

打滑開關的種類較多，工作原理和檢測方法也各有不同。比如按檢測方法劃分，有直接檢測輸送帶速度并與設定的標準速度比較的觸輪式打滑開關，有檢測從動輪轉速并與設定的標準轉速比較的打滑開關，有同時分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進行比較的對比式打滑開關；按內部工作原理分，有磁阻式、磁電式、光敏式等。部分打滑開關裝置還能實時提供輸送帶線速度或滾筒轉速的信號顯示及輸出。

目前廣泛應用的打滑開關安裝使用中經常會碰到的問題有：1.打滑開關產品種類較多，應用中常出現選擇不當的情況。有的產品難以適應現場惡劣環境條件，如粉塵、潮濕、振動等。2.很多產品是通過比較輸送帶實際速度與額定標準速度的差異來判斷是否發生打滑，因而需具備避開輸送機啟動和停止過程的功能，也就無法判斷輸送機啟動和停止過程中發生的打滑。但輸送機啟動過程中，由于加速度的存在，并要克服較大的靜摩擦力及可能存在卡阻現象，非常容易發生打滑。

（三）防撕裂開關

防撕裂開關是檢測輸送帶縱向撕裂并報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發生撕裂時自動觸發緊急停機。大部分撕裂發生在輸送帶尾部落料斗出口，由于物料中的大塊硬物卡在落料斗出口而刮傷甚至刮穿輸送帶，有些撕裂的發生常是由于輸送帶支架和托輥變形等原因造成。按不同的檢測手段和工作原理劃分，有安裝于輸送帶下方的光電式和導電橡膠式撕裂開關；有安裝于輸送帶下方的拉線式開關；有安裝于輸送帶尾部落料斗出口的擋板式撕裂開關；此外，還有振動感應式撕裂開關等。

目前廣泛應用的撕裂開關缺點為：大部分撕裂開關只能在輸送帶撕裂穿透后才能動作，致使撕裂開關的保護作用有限。很多產品可靠性和穩定性較差，不少用戶干脆放棄安裝撕裂開關，而依靠加強巡檢、盡量減少物料中的大塊雜物等間接手段來減少撕裂發生的可能。

（四）雙向拉繩保護裝置

雙向拉繩保護裝置是帶式輸送機運行過程出現事故時，拉動兩側拉繩實現緊急停機的保護裝置，其作用是保護沿線工作人員及設備的安全。雙向拉繩開關有兩種型號，即自動復位型和人工手動復位型，從安全考慮采用人工手動復位為好。在設備檢修、帶式輸送機沿線維護等情況下，為防止出現意外，工作人員會經常觸發拉繩開關以保證安全，當故障排除后，工作人員確定可恢復正常運行時可手動復位開關，這時運輸系統恢復正常工作。

雙向拉繩開關采用移動式凸輪結構，密閉在金屬殼內，在戶外使用時可防雨。開關兩側均可安裝拉繩，當帶式輸送機設備出現故障時，拉動拉繩開關的任何一側或兩側均可移動凸輪使開關動作轉換，同時發出停機和報警信號。

雙向拉繩開關一般安裝在帶式輸送機中間架或支腿上，其位置低于輸送帶帶面(其位置高度便于現場人員使用)，沿線布置在人行通道一側，當帶式輸送機兩側設有人行通道時，應在帶式輸送機兩側沿線同時設拉繩保護裝置，一般每隔30～50m 設一個，拉繩兩側的繩索要平行于輸送帶設置，且要最大限度地減少垂撓度，以保證開關的正常工作。

五、帶式輸送機事故預防

（一）打滑事故預防

保證帶式輸送機膠帶張緊力，定期檢查和維護設備部件，同時加裝相應的防打滑裝置。首先，將運輸機張緊裝置的張緊程度、垂直度控制在合理范圍內，在滿足膠帶與輥筒摩擦力要求前提下，避免過度張緊引起膠帶疲勞損耗；其次，定期檢查設備輥筒、托輥軸承等支撐配件，及時更換嚴重磨損的輥筒外包裹的膠套，及時清理輥筒、膠帶等處煤泥、油污等污垢，避免膠帶積存較多的積水、機油等液體物質；最后，增設防打滑系統，通過監控輸送機運行狀態，在打滑現象出現后緊急停機。

（二）跑偏事故預防

首先，在設備選型階段，選擇制造精度滿足使用要求的帶式輸送機，避免輥筒剛性、強度不足導致設備損壞、兩側受力不均，各輥筒、驅動輪應保證軸向同心，膠帶具有足夠強度、均勻性；其次，保證安裝誤差在允許范圍內，各輥筒水平放置，相互對稱平行；最后，加強設備污垢清理，避免輥筒與膠帶間污垢過多造成膠帶兩側存在高度差。

（三）撕裂事故預防

1.從物料源頭上加強控制，清理大塊物料，增加除雜設備，降低異物和大塊物料對輸送帶存在的威脅；2.改善輸送機結構，通過降低落料點落差，增加緩沖擋板，細物料先于大塊物料落下等，減少沖擊，降低物料速度，減少雜質插入輸送帶的可能性；3.增設撕裂檢測裝置，當輸送帶發生撕裂后，在最短的時間盡快檢測出來，發出報警信號并停機，盡量降低撕裂長度，減少損失。但因皮帶撕裂是多種因素造成的，還不能完全避免輸送帶撕裂。目前應用的輸送帶防撕裂裝置和檢測裝置主要是撕裂的檢測裝置，一般設在落料點，由傳感器和控制器組成。4.采用抗撕裂輸送帶。抗撕裂輸送帶以鋼絲繩為縱向骨架材料，在帶體中加入橫向增強體作為防撕裂層，該層的結構分為兩種：一種是采用掛膠網布；另一種是采用橫向繩。覆蓋層采用高強力、高彈性、耐磨性好的膠料。