煤礦帶式輸送機(jī)工作原理及事故分析

沈立明

（鐵法煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司大興礦，遼寧 調(diào)兵山 112700）

帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的一種主要運(yùn)輸設(shè)備，廣泛應(yīng)用在采區(qū)上下山、運(yùn)輸大巷及地面運(yùn)輸走廊等場所。帶式輸送機(jī)一旦發(fā)生事故，將嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因而如何避免事故的發(fā)生，保證帶式輸送機(jī)安全、可靠、高效運(yùn)行，是項(xiàng)重要的工作。

1 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r

目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門,近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大(可達(dá)30000t/h),適用范圍廣(可運(yùn)送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,特定條件下也可以運(yùn)人),安全可靠,自動(dòng)化程度高,設(shè)備維護(hù)檢修容易,爬坡能力大(可達(dá)16°),經(jīng)營費(fèi)用低,由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基建投資。目前,帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢是:大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長度和水平轉(zhuǎn)彎,合理使用膠帶張力,降低物料輸送能耗,清理膠帶的最佳方法等.我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍:適用于環(huán)境溫度一般為0℃；在寒冷地區(qū)驅(qū)動(dòng)站應(yīng)有采暖設(shè)施；可做水平運(yùn)輸,傾斜向上(16°)和向下運(yùn)輸,也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸；運(yùn)輸距離長,單機(jī)輸送可達(dá)15km；可露天鋪設(shè),運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊；輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好;運(yùn)輸距離大。

2 帶式輸送機(jī)的工作原理

帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成主要包括一下幾個(gè)部分:輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。輸送帶繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒和機(jī)尾換向滾筒形成一個(gè)無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí),傳動(dòng)滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上,形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流,在卸載點(diǎn)卸載.一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機(jī)頭滾筒(在此,即是傳動(dòng)滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。

普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐,以增加物流斷面積,下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥.帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運(yùn)輸.對于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運(yùn)輸,其傾斜角不超過18°,向下運(yùn)輸不超過15°。

輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件.當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時(shí),如鐵礦石等,輸送帶的耐久性要顯著降低。

提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：

2.1 增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應(yīng)地增大輸送帶斷面，這樣導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。故設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用。但在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于運(yùn)輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩Γ瑥亩龃?，以提高牽引力?/p>

2.2 增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動(dòng)，以增大圍包角。

2.3 增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動(dòng)滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。

通過對上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用這種方法。

帶式輸送機(jī)事故不僅僅指設(shè)備本身發(fā)生的故障、失效和破損，而且包含產(chǎn)生不良后果的事故。帶式輸送機(jī)發(fā)生的事故主要有火災(zāi)事故、膠帶跑偏事故、膠帶撕裂事故等。

3 煤礦帶式輸送機(jī)常見事故的原因分析

3.1 火災(zāi)事故的原因

井下帶式輸送機(jī)是礦井主要易發(fā)火災(zāi)區(qū)域，由于其發(fā)生突然，發(fā)展迅速，對井下工作人員造成威脅，甚至有因火勢擴(kuò)大而誘發(fā)瓦斯爆炸的可能。造成火災(zāi)事故的原因是有足夠熱量的火源使膠帶燃燒。打滑事故是產(chǎn)生足夠熱量的主要因素，打滑是由于膠帶松、負(fù)載大或膠帶卡阻所造成，膠帶松是由于拉緊裝置產(chǎn)生的拉緊力太小及膠帶彈性伸長量太大；負(fù)載大一是由于重載起動(dòng)，二是由于載重量太大，三是膠帶與主動(dòng)滾筒，從動(dòng)滾筒機(jī)托輥間摩擦力太小，如膠帶內(nèi)表面有水或油、從動(dòng)滾筒軸承損壞或托輥損壞；膠帶卡阻主要是膠帶埋在煤中或淤泥中，使膠帶不能運(yùn)行。另外電氣設(shè)備失爆、電線短路也有可能引起輸送機(jī)火災(zāi)。

3.2 膠帶跑偏事故的原因

在帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，有時(shí)膠帶中心線脫離輸送機(jī)中心線而偏向一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為膠帶跑偏。由于膠帶跑偏，將造成膠帶邊緣與機(jī)架相互磨擦，導(dǎo)致膠帶兩側(cè)邊磨損嚴(yán)重，嚴(yán)重時(shí)造成膠帶翻卷，對折，使膠帶過早損壞或撕破、斷裂，大大縮短了膠帶的使用壽命，降低設(shè)備的可靠性，嚴(yán)重時(shí)影響整個(gè)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。

帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)膠帶跑偏是最常見的故障。經(jīng)常發(fā)生跑偏事故，會(huì)影響輸送機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生停機(jī)事故或有可能導(dǎo)致人員傷亡。造成膠帶跑偏的原因主要有3個(gè)方面：一是設(shè)備自身方面，如滾筒的外圓圓柱度誤差較大，托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，主動(dòng)滾筒和從動(dòng)滾筒的軸線平行度誤差較大等；二是安裝調(diào)試方面，如滾筒、托輥、機(jī)架安裝不符合規(guī)范要求，另外泄煤口的位置有偏差，造成膠帶偏載使之跑偏；三是維護(hù)方面，主要是由于清掃不及時(shí)，輸送機(jī)滾筒機(jī)托輥上沾有煤塵，致使局部直徑變大使膠帶跑偏。

3.3 撕裂事故的原因

膠帶撕裂的主要原因：一是漏斗磨損嚴(yán)重，致使矸石及煤塊直接砸膠帶或矸石及其它物品卡膠帶造成撕裂；二是膠帶嚴(yán)重跑偏被刮撕裂；三是膠帶接頭強(qiáng)度太低或因負(fù)荷太大使膠帶接頭發(fā)生斷裂。

4 煤礦帶式輸送機(jī)常見事故的預(yù)防措施4.1火災(zāi)事故的預(yù)防

4.1.1 使用阻燃膠帶，即使發(fā)生火災(zāi)，也能控制火勢不至于迅速發(fā)展。

4.1.2 加強(qiáng)電氣設(shè)備的維護(hù)，防止因電氣事故引起的火災(zāi)。

4.1.3 加強(qiáng)管理，保持巷道清潔，膠帶上無浮煤、無水、無油、無雜物，機(jī)頭，機(jī)尾無堆煤。提高操作及維護(hù)人員的素質(zhì)，保持輸送機(jī)的良好運(yùn)行狀態(tài)。

4.1.4 輸送機(jī)要安裝檢測監(jiān)控裝置，如驅(qū)動(dòng)滾筒及從動(dòng)滾筒溫度監(jiān)控裝置，煙霧報(bào)警裝置和一旦發(fā)生火災(zāi)的自動(dòng)灑水裝置。

4.2 跑偏事故的預(yù)防

4.2.1 購買由國家確認(rèn)的合格產(chǎn)品，避免由設(shè)備制造精度不夠而引起膠帶跑偏事故。

4.2.2 安裝過程中要注重安裝尺寸精度：

a.安裝調(diào)試中發(fā)現(xiàn)膠帶在滾筒處跑偏，應(yīng)校正滾筒的水平度和平等度，傳動(dòng)滾筒、轉(zhuǎn)向滾筒的安裝要求其寬度中心線與膠帶中線重合度不超過2mm，其軸心線與膠帶中線的垂直度不超過滾筒寬度的千分之二，滾筒軸的水平度不超過0.3/1000。

b.如果發(fā)現(xiàn)膠帶在空載時(shí)總向一側(cè)跑偏，應(yīng)調(diào)整托輥支架。

c.如果發(fā)現(xiàn)膠帶在空載時(shí)不跑偏，而重載時(shí)向一側(cè)跑偏，說明膠帶出現(xiàn)偏載，應(yīng)調(diào)整泄煤斗的位置。

4.2.3 加強(qiáng)日常維護(hù)：

a.及時(shí)清除輸送機(jī)滾筒、托輥、接料處等主要部位的煤塵，防止因滾筒、托輥上沾有煤塵導(dǎo)致膠帶跑偏。

b.及時(shí)調(diào)整膠帶在運(yùn)行中發(fā)生的跑偏現(xiàn)象，及時(shí)檢查膠帶邊緣及接頭的磨損情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換和修補(bǔ)。

4.2.4 安裝膠帶跑偏的監(jiān)測裝置，一旦膠帶跑偏就發(fā)出報(bào)警信號，提醒維修人員采取措施。

4.3 撕裂事故的預(yù)防

4.3.1 及時(shí)修補(bǔ)已磨損的漏斗，避免矸石及煤塊直接砸向膠帶。

4.3.2 及時(shí)處理跑偏故障，以免撕裂膠帶。

4.3.3 設(shè)置膠帶縱向撕裂監(jiān)測裝置，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。

[1]李鉻，李春廣，梁睦，武福軍.煤礦帶式輸送機(jī)事故分析及防護(hù)措施 [J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2006-03-30.