夏雯霞

（大同煤礦集團(tuán)中央機(jī)廠，山西大同 037003）

0 引言

我國目前大多數(shù)礦井運(yùn)輸設(shè)備采用帶式輸送機(jī)，其具有運(yùn)載量大、運(yùn)輸距離長、事故率低、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。由于帶式輸送機(jī)運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、工作時間長的原因，在生產(chǎn)中很容易造成帶式輸送機(jī)發(fā)生故障。為了確保帶式輸送機(jī)能夠正常工作，技術(shù)人員在輸送機(jī)上安裝防跑偏、煙霧等保護(hù)裝置，這些保護(hù)裝置目前在礦井中使用比較成熟，然而在防輸送機(jī)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(jī)采取有效的撕帶預(yù)防措施，對輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

某集團(tuán)溝礦8201 工作面位于同忻三盤區(qū)北東部為山2#層盤區(qū)巷，北西部為8202 設(shè)計工作面，南東為8206 設(shè)計工作面，南西為山2#煤層可采邊界。8201 工作面設(shè)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(nèi)含夾矸1～2層(總厚度為0.9 m)。煤層走向北西，傾向南東，結(jié)構(gòu)相對簡單。工作面采用綜合機(jī)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(jī)進(jìn)行煤矸運(yùn)輸，輸送機(jī)電機(jī)功率為400 kW，運(yùn)輸能力為300 t/h；由于受煤質(zhì)、輸送機(jī)檢修維護(hù)水平、輸送機(jī)安全管理水平等影響，工作面在回采前期，共計發(fā)生13 起事故，主要包括電機(jī)燒毀、縱向撕帶、減速機(jī)軸承斷裂等，其中撕帶事故共計9起，共計造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)50余萬元。

1 帶式輸送機(jī)縱向撕帶事故原因

帶式輸送機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)縱向撕裂的原因有很多種，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，2201 巷帶式輸送機(jī)縱向撕帶原因主要有以下幾種。

1.1 輸送機(jī)自身原因

（1）帶式輸送機(jī)發(fā)生跑偏時，輸送帶在縱向、橫向受力不均，造成輸送帶產(chǎn)生撕帶力矩，導(dǎo)致輸送帶撕裂。

（2）帶式輸送機(jī)在長期運(yùn)轉(zhuǎn)磨損下，內(nèi)部鋼絲斷裂，造成輸送帶承載能力降低，在張力作用下發(fā)生斷裂。

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

1.2 安全管理不到位

（1）由于回采煤層內(nèi)含有夾矸，輸送機(jī)在運(yùn)輸煤矸時片狀、尖銳狀矸石對輸送帶產(chǎn)生磨損[3]，導(dǎo)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(shù)量的機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備在生產(chǎn)時難免會掉落部分零件導(dǎo)致皮帶被割傷而發(fā)生撕裂。

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

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

帶式輸送機(jī)的皮帶發(fā)生撕帶事故時，不僅影響著工作面正?；夭?，降低了輸送帶使用壽命，而且很容易發(fā)生傷人事故[4]；通過對2201巷DTL型帶式輸送機(jī)發(fā)生撕裂事故的位置統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，皮帶撕裂常常發(fā)生在輸送機(jī)轉(zhuǎn)載處及機(jī)尾卸料處。為了實(shí)現(xiàn)對帶式輸送機(jī)實(shí)時監(jiān)控，防止撕帶事故發(fā)生，決定對2201 巷DTL 型帶式輸送機(jī)安裝一套縱向撕帶保護(hù)裝置。

2 帶式輸送機(jī)縱向撕帶保護(hù)裝置

2.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

（1）2201 巷帶式輸送機(jī)安裝的縱向撕帶保護(hù)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(jī)縱向撕帶保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)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(tài)；2條懸掛鏈條分別固定在支架兩側(cè)，并將金屬托盤與這2 條鏈條相連，托盤后面設(shè)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(cè)面與檢測板相互配合，數(shù)據(jù)的輸出端與單片機(jī)控制器相連，單片機(jī)控制器能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)的檢測主要是通過天平對兩側(cè)重量進(jìn)行衡量，若帶式輸送機(jī)正常工作，此時托盤與配重處于平衡狀態(tài)，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(shù)據(jù)傳感器會發(fā)出正常電平數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)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(fā)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(cè)下降而配重側(cè)上升，距離傳感器能夠檢測到托盤變化，數(shù)據(jù)傳感器會發(fā)出異常電平數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理將異常信號傳遞到中央控制器，中央控制器根據(jù)信號作出相應(yīng)地處理。

（3）若輸送帶發(fā)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(dǎo)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(jī)控制器，單片機(jī)控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jù)信號發(fā)出報警同時斷開驅(qū)動電機(jī)電源。

2.3 裝置優(yōu)點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)簡單、成本費(fèi)用低。帶式輸送機(jī)縱向撕帶保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，便于安裝維護(hù)[6]，整套裝置成本費(fèi)用為0.76 萬元，成本費(fèi)用相對較低，在實(shí)際應(yīng)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(fā)現(xiàn)物料中存在的金屬異物，一旦發(fā)現(xiàn)異常會及時進(jìn)行報警；同時具有金屬監(jiān)測系統(tǒng)與中央控制器連鎖停車功能，一旦發(fā)現(xiàn)異常及時停機(jī)，防止事故擴(kuò)大，裝置動作靈敏可靠、自動化水平高[7]。

（3）實(shí)用性強(qiáng)。該裝置不僅可用于煤礦帶式輸送機(jī)中，而且還可用于隧道、橋梁、建筑等領(lǐng)域中，實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用區(qū)域廣[8]。

3 結(jié)束語

2019 年4 月對2201 巷DTL 型帶式輸送機(jī)安裝了一套縱向撕帶保護(hù)裝置，截止到2019年10月，通過6 個月實(shí)際應(yīng)用效果來看，輸送機(jī)安裝該保護(hù)裝置后，共計檢測出輸送帶7次撕帶現(xiàn)象，并及時對輸送機(jī)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(jī)維修成本費(fèi)用達(dá)42 余萬元，保證了帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)行，該裝置在其他煤礦進(jìn)行很好地推廣應(yīng)用。