張 銘

(山西潞安檢測(cè)檢驗(yàn)中心有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046200 )

0 引 言

帶式輸送機(jī)在煤礦運(yùn)輸領(lǐng)域有[1]。隨著煤礦開(kāi)采效率的不斷提升，帶式輸送機(jī)的輸送效率越來(lái)越高，導(dǎo)致很多礦井中的輸送機(jī)都是長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行[2]。礦井環(huán)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(zhì)，如果帶式輸送機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生火花，極易引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸等安全事故[3-4]。為確保煤炭運(yùn)輸?shù)陌踩?，帶式輸送機(jī)中使用的皮帶普遍具有阻燃性質(zhì)，目的在于避免使用時(shí)產(chǎn)生火花[5]。皮帶作為帶式輸送機(jī)中非常重要的構(gòu)成部分，其性能好壞對(duì)整個(gè)帶式輸送機(jī)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(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)，確保滿足相關(guān)要求。

1 阻燃輸送帶

為了提升煤礦運(yùn)輸過(guò)程的可靠性和安全性，目前很多礦用帶式輸送機(jī)中使用的皮帶均為阻燃輸送帶。輸送帶在使用前需要對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，以保障使用過(guò)程的安全性。以DTL120/150/2×315型帶式輸送機(jī)使用的阻燃輸送帶為例進(jìn)行分析，該型號(hào)輸送帶的寬度為1.2 m，為整芯阻燃輸送帶。行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)MT914-2008《煤礦用織物整芯阻燃輸送帶》對(duì)此類輸送帶的各項(xiàng)性能指標(biāo)給出了明確要求。在所有性能指標(biāo)中，輸送帶的抗拉強(qiáng)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(gè)性能指標(biāo)為例對(duì)帶式輸送機(jī)中使用的阻燃輸送帶性能進(jìn)行驗(yàn)證。只有確保阻燃輸送帶各項(xiàng)性能滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的要求，才能夠保障煤礦運(yùn)輸?shù)陌踩c可靠。

2 性能檢測(cè)檢驗(yàn)設(shè)備及試樣

2.1 檢測(cè)檢驗(yàn)儀器設(shè)備

礦用帶式輸送機(jī)阻燃輸送帶需要進(jìn)行檢測(cè)檢驗(yàn)的項(xiàng)目主要包括抗拉強(qiáng)度、阻燃性能和抗靜電性能，用到的設(shè)備主要包括拉力試驗(yàn)機(jī)、燃燒試驗(yàn)裝置和電阻測(cè)量裝置。整個(gè)檢測(cè)檢驗(yàn)過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制環(huán)境參數(shù)，空氣的溫度和濕度分別在23±2℃和45～75%RH范圍內(nèi)。以下主要對(duì)這些實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)指標(biāo)和性能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

(1) 萬(wàn)能拉力實(shí)驗(yàn)機(jī) 在對(duì)阻燃輸送帶的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，要求設(shè)備能夠?qū)ζнM(jìn)行很好的夾持，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不得出現(xiàn)打滑、夾斷等問(wèn)題。選用的具體設(shè)備型號(hào)為RGM-3300，可以對(duì)阻燃輸送帶的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。該型號(hào)設(shè)備的測(cè)試速度可以控制在0.01～500 mm/min范圍內(nèi)，所得結(jié)果精度在1%范圍內(nèi)。

(2) 燃燒實(shí)驗(yàn)裝置 使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為CMK-1，該設(shè)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(guò)程中火焰高度可以根據(jù)實(shí)際情況在150～180 mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，火焰溫度在900～1 020 ℃左右。

(3) 電阻測(cè)量?jī)x器煤礦工作環(huán)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(shí)與滾筒、托輥等摩擦?xí)r可能產(chǎn)生火花，引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。使用的是PC68型數(shù)字高阻計(jì)，有效測(cè)量范圍為1×103～1×1016Ω，測(cè)量誤差可以控制在5%范圍內(nèi)。

2.2 阻燃輸送帶檢測(cè)試樣制備

為了能夠更好的描述阻燃輸送帶的實(shí)際性能，在對(duì)輸送帶進(jìn)行取樣檢測(cè)時(shí)必須嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對(duì)檢驗(yàn)試樣的具體要求如下：①拉伸試樣。需要取樣的數(shù)量為10個(gè)，取樣位置應(yīng)該與輸送帶邊緣位置超過(guò)50 mm，所取試樣為矩形，長(zhǎng)度為950 mm，寬度為150 mm。要求試樣的表面干凈，不得出現(xiàn)油污污染；②燃燒試樣。所取數(shù)量為6個(gè)，取樣位置與輸送帶邊緣位置超過(guò)50 mm，試樣為矩形，其長(zhǎng)度和寬度分別為150 mm和25 mm，誤差可以放寬到2 mm范圍內(nèi)。要求試樣表面光滑，不得出現(xiàn)破損現(xiàn)象；③電阻試樣。取樣數(shù)量為6個(gè)，試樣為邊長(zhǎng)為300 mm的正方形。要求對(duì)試樣表面進(jìn)行徹底清潔，然后在干燥空氣中靜置1天。

3 檢測(cè)檢驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 抗拉強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

阻燃輸送帶的拉伸強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度以及撕裂力等都是比較重要的技術(shù)指標(biāo)，這些技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)一可以利用輸送帶的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)利用拉伸設(shè)備的兩個(gè)夾持器分別對(duì)試樣兩端進(jìn)行夾持，并以100 mm/min的速度進(jìn)行拉伸，直到輸送帶拉斷為止。10個(gè)試樣中，5個(gè)進(jìn)行縱向拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)，5個(gè)進(jìn)行橫向拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。

圖1 阻燃輸送帶抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

從圖中可以看出，阻燃輸送帶的縱向抗拉強(qiáng)度在838～951 N/mm范圍內(nèi)，橫向抗拉強(qiáng)度在352～411 N/mm范圍內(nèi)。阻燃輸送帶不管是縱向還是橫向抗拉強(qiáng)度都在一定范圍內(nèi)變化，這主要是由于測(cè)量誤差引起的。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定阻燃輸送帶的縱向和橫向抗強(qiáng)度值分別不得低于800N/mm和286N/mm?？梢?jiàn)，檢測(cè)的阻燃輸送帶抗拉強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

阻燃輸送帶的斷后伸長(zhǎng)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?？v向斷后伸長(zhǎng)率在19.48%～23.14%范圍內(nèi)變化，橫向斷后伸長(zhǎng)率在25.63%～28.06%范圍內(nèi)變化。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定阻燃輸送帶的縱向和橫向斷后伸長(zhǎng)率分別不得低于15%和18%?？梢?jiàn)，檢測(cè)的阻燃輸送帶斷后伸長(zhǎng)率滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 阻燃檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

燃燒實(shí)驗(yàn)可以很好的反映阻燃輸送帶的阻燃性能，主要性能指標(biāo)為燃燒時(shí)間，可進(jìn)一步劃分成為有焰燃燒時(shí)間和無(wú)焰燃燒時(shí)間。如圖2所示為阻燃輸送帶阻燃性能檢驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，有焰燃燒的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間分別為1.44 s和1.15 s，6個(gè)試樣的平均時(shí)間為1.27 s。無(wú)焰燃燒的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間分別為0.35 s和0.25 s，平均時(shí)間為0.3 s。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燃燒時(shí)間有明確要求，對(duì)于6個(gè)表面完全覆蓋了阻燃材料的試樣，單個(gè)試樣無(wú)論是有焰燃燒時(shí)間還是無(wú)焰燃燒時(shí)間都不得超過(guò)10 s，所有試樣的有焰燃燒時(shí)間和無(wú)焰燃燒時(shí)間的算術(shù)平均值需要控制在3 s范圍以內(nèi)?？梢?jiàn)，阻燃輸送帶的燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中的要求值。

圖2 阻燃輸送帶阻燃性能檢驗(yàn)結(jié)果

3.3 表面電阻檢測(cè)結(jié)果

利用PC68型數(shù)字高阻計(jì)對(duì)試樣的上表面電阻和下表面電阻進(jìn)行測(cè)量，取兩個(gè)表面的平均值作為該試樣的檢測(cè)結(jié)果。如圖3所示為阻燃輸送帶表面電阻測(cè)量結(jié)果，從圖中可以看出，6個(gè)試樣的表面電阻值全部沒(méi)有超過(guò)3×108Ω，滿足標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值。說(shuō)明阻燃輸送帶的抗靜電能力相對(duì)較好，可以達(dá)到礦井環(huán)境的使用要求。

圖3 阻燃輸送帶表面電阻測(cè)量結(jié)果

4 阻燃輸送帶檢測(cè)檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

以上主要對(duì)DTL120/150/2×315型帶式輸送機(jī)中使用的阻燃輸送帶各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輸送帶的抗拉強(qiáng)度、燃燒時(shí)間以及表面電阻值都嚴(yán)格控制在了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中要求的范圍以內(nèi)。驗(yàn)證了阻燃輸送帶的性能，質(zhì)量控制結(jié)果是令人滿意的，可以在煤礦運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用，從而提升煤礦運(yùn)輸過(guò)程的安全性。

5 結(jié) 論

以DTL120/150/2×315型帶式輸送機(jī)使用的阻燃輸送帶為例，對(duì)其抗拉強(qiáng)度、阻燃性能和抗靜電性能進(jìn)行了檢測(cè)檢驗(yàn)，得結(jié)論主要如下。

(1) 阻燃輸送帶的縱向和橫向抗拉強(qiáng)度最小值分別為838 N/mm和352 N/mm，對(duì)應(yīng)的斷后伸長(zhǎng)率最小值分別為19.48%和25.63%，全部高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2) 阻燃輸送帶的有焰燃燒時(shí)間和無(wú)焰燃燒時(shí)間，不管是單個(gè)試樣還是全部試樣平均值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)變化，滿足標(biāo)準(zhǔn)中輸送帶表面電阻不得超過(guò)2.87×108Ω的要求。

(4) 對(duì)三個(gè)重要性能指標(biāo)的檢測(cè)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，阻燃輸送帶的性能質(zhì)量控制是合格的，能應(yīng)用到煤礦工程實(shí)踐中，可以保障礦井生產(chǎn)安全。