煤礦井下帶式輸送機保護的重要性

劉曉鵬

（山西新景礦煤業(yè)有限責任公司，山西 陽泉 045000）

引言

在煤炭開采過程中運用到了各類的機械設(shè)備，其中帶式輸送機是保障煤炭物料連續(xù)開采運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送機所面臨的開采環(huán)境越發(fā)的惡劣，導致其故障率居高不下，容易在開采過程中發(fā)生停機，甚至是皮帶斷裂的情況，嚴重影響了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟性，因此有必要提升其本質(zhì)安全化的管理水平，并對帶式輸送及安裝保護裝置，減小人工干預，并且有必要對帶式輸送機的安全保護裝置的安裝方法進行研究，從而提高帶式輸送機的高效、經(jīng)濟運行水平。

1 礦井帶式輸送機簡介

帶式輸送機是輸送效率高，輸送能力大，結(jié)構(gòu)簡單，維護量小，可實現(xiàn)在不同的距離，不同的材料運輸[1]。如圖1所示為帶式輸送機的結(jié)構(gòu)組成圖，主要包括皮帶、滾子軸承、滾輥軸。帶式輸送機廣泛應(yīng)用于采礦、火電廠輸煤系統(tǒng)等項目。帶式輸送機運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的典型問題，尤其是滾子軸承、滾輥軸容易出現(xiàn)故障，缺乏必要的保護裝置，如果能按照國家強制性標準安裝安全保護裝置將提升帶式輸送機的本質(zhì)安全水平。

圖1 帶式輸送機結(jié)構(gòu)組成示意圖

收稿日期：2021-06-07

作者簡介：劉曉鵬（1984—），男，山西臨縣人，本科，畢業(yè)于太原理工大學采礦專業(yè)，科員，機電工程師。

2 輸送帶的典型故障

2.1 .輸送帶皮帶偏差

帶式輸送機中工作環(huán)境復雜，所以在工作中經(jīng)常發(fā)生皮帶偏差。由于傳送帶的偏差可能會導致皮帶邊緣和機架之間的磨損，因此會導致皮帶直接影響生產(chǎn)。由于傳送帶更重要，也是最昂貴的部件，其價格占到總價的約25%~50%[2]。由于以下因素，導致皮帶發(fā)生偏差。

2.1.1 設(shè)備本身因素

1）機架剛性較差，荷載下變形較大，造成皮帶偏差。

2）輥筒外柱誤差較大，在輸送帶運行時產(chǎn)生偏差。

3）支輥旋轉(zhuǎn)不靈活，導致輸送帶兩側(cè)應(yīng)力不均勻，造成輸送帶偏差[3]。

4）平行度誤差圓柱軸和輥軸過大，導致輸送帶偏差。

5）輸送帶本身質(zhì)量可疑，薄厚不均勻，導致沖擊鉛輸送帶偏差。

6）輸送帶皮帶制造質(zhì)量有缺陷，皮帶兩側(cè)邊長不一致，導致輸送帶運行偏差。

7）與皮帶接頭不平行，連接誤差太大，造成皮帶偏差。

2.1.2 安裝工藝因素

1）傳動、換輥軸、輸送機中心線垂直誤差過大，使輸送機和水平線傾斜度較大，造成皮帶偏差。

2）輥軸和輸送機中心線垂直誤差較大，也會導致皮帶偏差。

3）機架與接地之間的連接強度不夠，機架不穩(wěn)定，造成皮帶偏差。

4）排放槽料板位置不正確，輸送帶兩側(cè)力不均勻造成皮帶偏差。

2.2 防止皮帶發(fā)生偏差的措施

一是由于輸送帶制造中的設(shè)備造成的偏差，主要通過改進設(shè)計、制造精度，以防止和減少輸送帶偏差的發(fā)生[4]。二是安裝調(diào)整不當，日常使用造成偏差，主要考慮以下方面：

輸送帶在驅(qū)動輥或后輥上的偏差，通常通過調(diào)整滾子軸承的位置來消除。

1）輥旋轉(zhuǎn)軸和輸送機的縱向中心線不垂直，導致輸送帶一側(cè)松動，另一側(cè)緊，皮帶從緊側(cè)向松側(cè)移動，發(fā)生偏差現(xiàn)象。應(yīng)調(diào)整擰緊偏差側(cè)的軸承位置。使皮帶的水平拉力相等，消除偏差。尾輥螺旋張緊時，尾輥偏差的原因可能是兩側(cè)張緊裝置螺桿頂緊功率不等，導致不平衡[5]。

2）氣缸軸不水平，兩端軸承的高度差是導致頭或尾偏差的另一個原因。此時，兩端滾子軸承應(yīng)加減通找平輥軸的墊片，以消除輸送帶偏差。

3）輥子表面黏附材料，相當于增加輥子局部圓徑，會導致輸送帶偏差，應(yīng)加強輸送帶的空段清潔，減少皮帶表面的灰塵附著，防止灰塵產(chǎn)生靜電。通常傳送帶都會產(chǎn)生局部偏差，嚴重時會造成中心偏差。在面對偏差現(xiàn)象時，應(yīng)根據(jù)工況條件深入分析，不得武斷決定。

3 帶式輸送機安全保護措施

安裝質(zhì)量直接影響輸送帶壽命和運行阻力。帶式輸送機維修和更換成本也是運行費用的重要組成部分。輸送機的運行阻力、功耗、滾子、皮帶壽命、維護工作量、運輸成本等輥子運行質(zhì)量影響顯著。因此，正確安裝保護裝置是保證帶式輸送機穩(wěn)定運行的重要內(nèi)容，對工程具有現(xiàn)實意義[6]。

3.1 防打滑保護裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.4與《GB 51145》16.5.7的國家標準，防打滑保護裝置的安裝保護要點為：

1）電磁式防滑保護裝置的磁鐵應(yīng)安裝在從動滾筒側(cè)面，速度傳感器應(yīng)安裝在與磁鐵相對應(yīng)支架上。

2）防滑保護裝置一般要貼近帶式輸送機的皮帶表面安裝，才能達到防滑效果。對防滑保護裝置進行安裝時，要制作外部支架。

3）傳感器的外部支架應(yīng)采用標準件，不符合使用隨意設(shè)計的支架造型，通過支架安裝傳感器時，不得再使用其他非安全件進行綁扎固定。

3.2 防跑偏保護裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.2和《GB 51145》16.5.1的國家標準，防跑偏保護裝置的安裝保護要點為：

1）應(yīng)用支架安裝在皮帶易出現(xiàn)跑偏的地段，不得用鐵絲捆綁，皮帶跑偏且膠帶推動傳感器的導桿偏離中心線150 mm±50 mm時，跑偏開關(guān)應(yīng)動作，并應(yīng)發(fā)出跑偏語音報警；當延時10 s±5 s后仍處于跑偏狀態(tài)時，保護裝置主機應(yīng)自動切斷電源。

2）自動糾偏裝置安裝在帶式輸送機上的間隔應(yīng)為上膠帶50 m一組、下膠帶100 m一組。

3）跑偏保護裝置應(yīng)成對使用，且距離機頭、機尾10~15 m處應(yīng)各安裝1組，當帶式輸送機有坡度變化時，應(yīng)在變坡位置安裝1組，簡易膠帶跑偏保護可在機頭安裝1組。

4）跑偏保護應(yīng)用專用托架固定在帶式輸送機大架或縱梁上。

3.3 防堆煤保護裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.8和《GB 51145》16.5.2的國家標準，防堆煤保護裝置的安裝保護要點為：

1）煤倉處堆煤保護傳感器應(yīng)安裝在機頭下膠帶200 mm水平以下，其平面位置應(yīng)在煤倉口范圍內(nèi)。

2）膠帶與煤倉直接搭接時，應(yīng)分別在煤倉滿倉位置及溜煤槽落煤點上方500 mm各安裝一個堆煤傳感器，傳感器應(yīng)靈敏可靠。

3）兩部帶式輸送機轉(zhuǎn)載搭接時，堆煤傳感器應(yīng)在卸載滾筒前方吊掛，傳感器觸頭水平位置應(yīng)在落煤點的正上方，并應(yīng)在帶面中間，距下部膠帶上帶面最高點距離不大于500 mm，且吊掛高度不應(yīng)高于卸載滾筒下沿；安裝時應(yīng)滿足灑水裝置的要求。

4）皮帶與溜煤槽搭接時，堆煤保護傳感器觸頭可安裝在卸載滾筒一側(cè)，吊掛高度不應(yīng)高于卸載滾筒下沿，水平位置距卸載滾筒外沿應(yīng)不大于200 mm。

5）堆煤保護控制線應(yīng)在巷道頂板垂直引下，傳感器觸頭應(yīng)垂直吊掛，并應(yīng)可靠固定。

6）兩部帶式輸送機傾斜或垂直搭接時，煤位傳感器可安裝在卸載滾筒一側(cè)，傳感器觸頭位置不得高于卸載滾筒下沿，水平位置距卸載滾筒外沿不應(yīng)大于200 mm。

3.4 溫度監(jiān)測裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.7和16.5.5的國家標準，溫度保護監(jiān)測裝置的安裝保護要點為：

1）利用傳感器對帶式輸送機滾筒的傳動軸進行紅外線方式的檢測，同時感應(yīng)軸承座上的傳動速度，并且將紅外線發(fā)射頻率與傳動軸的轉(zhuǎn)速相匹配。在檢測過程中容易發(fā)生傳感器溫度的升高，需要與滾筒保持安全的檢測距離，該距離為300~500 mm。

2）傳感器的紅外線發(fā)射光速應(yīng)正對傳動滾筒的傳動鍵，為了防止產(chǎn)生異常的溫度，檢測距離應(yīng)保持300~500 mm。

3）傳動滾筒的軸承蓋，一般配置有多個驅(qū)動裝置，在安裝傳感器時應(yīng)進行設(shè)計優(yōu)選，一般的安裝原則為安裝在離滾筒較遠的軸承蓋上。

4）熱電偶感應(yīng)式溫度探頭安設(shè)在主動滾筒和輸送帶接觸面不超過10 mm的位置處。為防止碰壞熱電偶，采用軟固定方式固定熱電偶。目前大多數(shù)煤礦是這樣安裝的。

5）雙驅(qū)動滾筒都應(yīng)安設(shè)溫度監(jiān)測裝置。

3.5 煙霧監(jiān)測裝置

根據(jù)《GB 51145》16.5.6和《AQ 1029》7.6規(guī)范要求，煙霧監(jiān)測裝置應(yīng)當安裝在帶式輸送機機頭驅(qū)動滾筒下風側(cè)10~15 m處輸送機正上方。

4 結(jié)語

帶式輸送機工作環(huán)境普遍惡劣，保持設(shè)備良好運行，延長設(shè)備壽命，提高運行質(zhì)量，降低運行成本是工程技術(shù)人員的研究目標。通過對輸送帶典型故障的分析以及對提出的有效保護措施進行研究，有利于提高現(xiàn)場維護人員水平。