礦用帶式輸送機智能保護裝置的設(shè)計與應(yīng)用

陳 偉

（晉能控股煤業(yè)集團四臺礦， 山西 大同 037003）

引言

礦井的煤流運輸系統(tǒng)主要是依靠帶式輸送機，其具有運輸距離長、運輸煤量大的特點，在實際工作過程中，由于煤中夾雜的矸石等，在輸送機的轉(zhuǎn)載處出現(xiàn)損傷，導(dǎo)致輸送機的運轉(zhuǎn)設(shè)備出現(xiàn)誤動作[1]。因此，針對帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的一些故障，在輸送機的運輸系統(tǒng)中加裝智能保護裝置，以提高帶式輸送機的開機率。

1 智能保護裝置的性能特點

智能保護裝置的工作原理基本相同，都是由邏輯電路、運算放大器、集成電路以及單片機組成，將控制信號以及傳感器信號輸入到控制箱中，對信號進行分析和判斷，做出控制各類設(shè)備的運行指令，從而確保帶式輸送機的安全。

智能保護裝置一般具有如下性能特點[2]：

1）對帶式輸送機的工作狀態(tài)以及故障類型等有明確的指示；

2）前車具有開車預(yù)警、語言預(yù)警以及事故報警等功能；

3）智能保護裝置可以單機使用，也可以多機使用，在多臺帶式輸送機集成的運輸系統(tǒng)中實現(xiàn)通訊；

4）在多臺帶式輸送機集控時，每臺輸送機可以實時顯示位置，采用雙音頻傳輸技術(shù)，運輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)直觀易觀察；

5）各類保護傳感器同時動作，實現(xiàn)帶式輸送機的多種保護，以及故障類型指示和報警。

2 智能保護裝置控制系統(tǒng)

帶式輸送機的智能保護裝置的控制系統(tǒng)是由主機和各類保護傳感器組成。可以實現(xiàn)單機控制，通過一個控制單元控制一臺帶式輸送機，根據(jù)輸送機的工況和故障類型決定保護傳感器的種類和數(shù)量。也可以實現(xiàn)多機控制，通過多個控制單元控制多臺帶式輸送機，采用集控信號電纜進行連接，共同組成運輸系統(tǒng)，實現(xiàn)對信號的關(guān)聯(lián)互動[3]。其控制系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

圖1 帶式輸送機智能保護裝置控制系統(tǒng)組成示意圖

主控單元作為智能保護裝置控制系統(tǒng)的核心，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的采集和處理工作，在顯示單元中安裝液晶顯示模塊，在聲光報警模塊中安裝蜂鳴器和指示燈，當指示燈為綠色時，說明系統(tǒng)運行正常；當指示燈為紅色時，說明系統(tǒng)運行異常，報警器發(fā)出報警聲。

控制系統(tǒng)中速度檢測主要是依靠光電式速度傳感器，對輸送機運行的皮帶速度和滾筒線速度進行監(jiān)測，實現(xiàn)皮帶的比差檢測。溫度檢測主要是采用紅外線溫度傳感器，利用被檢測物體表面產(chǎn)生的紅外熱輻射，對滾筒的運行溫度進行檢測。跑偏檢測是在輸送機皮帶正常運行條件下，皮帶跑偏裝置與立棍接觸時，立棍會在皮帶的轉(zhuǎn)動下出現(xiàn)一定的偏移，裝置會接收信號并開始動作，視情況對跑偏的輸送機進行調(diào)整和停機[4]。

3 智能保護裝置的設(shè)計

3.1 尾清煤保護裝置

為了降低輸送機尾部出現(xiàn)的堆煤現(xiàn)象，在尾部安裝清煤保護裝置，示意圖如圖2 所示，在安裝時，與皮帶之間有一定的角度，當皮帶下部有物料時，便于及時進行清掃。裝置的底部在彈簧加壓裝置的作用下，與皮帶實現(xiàn)無縫對接，確保物料得到及時清掃。為了防止大塊煤矸石翻越清掃器，對滾筒造成傷害，加裝加高防護裝置，在滾筒和保護裝置中間，有防護隔斷，防止出現(xiàn)人員傷亡。

圖2 尾清煤保護裝置示意圖

3.2 防滑保護裝置

防滑保護裝置一般安裝在機頭處下膠帶上方或上膠帶下方，是通過轉(zhuǎn)動滾輪來控制輸送機的運轉(zhuǎn)速度。在運輸過程中，煤塊在撞擊過程中會對帶式輸送機造成損壞，使帶式輸送機的滾輪出現(xiàn)顫動或跳動，出現(xiàn)誤動作，使速度傳輸信號失真。為了降低這種現(xiàn)象，采用壓板式的固定支架，通過彈簧的彈力產(chǎn)生壓力，在帶式輸送機出現(xiàn)顫動時，確保滾輪緊貼帶式輸送機，實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn)，避免誤動作，確保信號傳輸?shù)恼鎸嵭裕ＷC帶式輸送機的安全運轉(zhuǎn)，為運輸系統(tǒng)提供保障，防滑保護裝置的示意圖如圖3 所示。

圖3 防滑保護裝置示意圖

3.3 縱撕保護裝置

縱撕保護裝置一般安裝在機頭、機尾或是轉(zhuǎn)載區(qū)域，也可以安裝在帶式輸送機的底部，當安裝在輸送機的底部時，飛濺的煤矸石等會砸落在縱撕保護裝置上，造成保護誤動作，出現(xiàn)保護裝置接近開關(guān)的磁鐵丟失。為了避免這種現(xiàn)象，在保護裝置的磁鐵部位安裝一套自制套筒，同時在套筒內(nèi)設(shè)置一個掛鉤，通過套筒來保護接近開關(guān)的磁鐵，防止縱撕保護誤動作。在縱撕保護后，接近開關(guān)會與鋼絲繩上的小磁塊一起懸掛在掛鉤上，便于快速恢復(fù)保護。

4 效果分析

在沒有進行智能保護裝置設(shè)計前，帶式輸送機在運輸過程中，每周會出現(xiàn)誤動作2～3 次，對輸送機進行檢修也會浪費大量的時間。在維修期間，運輸系統(tǒng)不能正常運轉(zhuǎn)，嚴重影響生產(chǎn)的按時進行，從誤動作到恢復(fù)運轉(zhuǎn)至少需要30 min，增大了運營成本。在設(shè)計智能保護裝置后，帶式輸送機的誤動作大大降低，避免了因誤動作而造成的停機現(xiàn)象，降低了成本，提高了效益。

5 結(jié)論

1）帶式輸送機智能保護裝置可以在輸送機出現(xiàn)故障時發(fā)出報警，并顯示故障類型，及時切斷控制電路，使電機停止工作。

2）設(shè)計尾清煤、防滑、縱撕保護裝置，帶式輸送機的誤動作大大降低，避免了因誤動作而造成的停機現(xiàn)象，降低了成本，提高了效益。