膠帶輸送機回煤保護裝置的研制與應(yīng)用

王海江

(西山煤電(集團)有限公司屯蘭礦選煤廠，山西 太原 030206)

·試驗研究·

膠帶輸送機回煤保護裝置的研制與應(yīng)用

王海江

(西山煤電(集團)有限公司屯蘭礦選煤廠，山西 太原 030206)

介紹了膠帶輸送機回煤保護裝置的研制及應(yīng)用過程，其回煤保護裝置的應(yīng)用有效地提高了膠帶輸送機的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)率，杜絕了膠帶輸送機斷帶事故，減輕了職工的勞動強度。對提高膠帶輸送機自動化保護程度有著良好地促進作用，具有較高的經(jīng)濟效益、社會效益和推廣應(yīng)用價值。

膠帶輸送機;回煤保護裝置;研制;應(yīng)用

1 膠帶輸送機保護裝置現(xiàn)狀

膠帶輸送機作為煤流系統(tǒng)的運輸設(shè)備，在洗選過程中起著至關(guān)重要的作用，它的穩(wěn)定運行直接影響安全生產(chǎn)。

目前，選煤系統(tǒng)中所用的膠帶輸送機具有膠帶跑偏、拉繩保護這兩項基本保護及附屬清掃器等裝置。通過近年來膠帶在運行中的事故分析來看，膠帶在運行過程中由于物料黏度大或其中混入雜物等原因極易造成機頭溜槽堵塞，若不及時發(fā)現(xiàn)處理，必然會導(dǎo)致事故的發(fā)生。

通過運行事故分析得出，造成膠帶輸送機事故頻發(fā)的原因主要是由于保護裝置單一，發(fā)生事故時不能及時起到保護作用而導(dǎo)致事故擴大化，進而出現(xiàn)扯皮帶、膠帶撕裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

2 回煤保護裝置的研究設(shè)計

2.1 研究的主要內(nèi)容及設(shè)計思路

膠帶輸送機在運行過程中，一旦發(fā)生機頭溜槽堵塞，崗位司機未能及時發(fā)現(xiàn)并處理，輸送機仍然處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，較大的煤量堆積使下膠帶反向帶煤，導(dǎo)致斷帶、撕裂事故的發(fā)生。故思路重點在下膠帶上研制新型的回煤檢測裝置及檢測到的信號及時準(zhǔn)確地返回到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)采取相應(yīng)的斷電保護措施，達到膠帶輸送機及時停機。

2.2 回煤檢測裝置的研制

1)研制思路:要檢測下膠帶上的回煤，就必須在上下膠帶之間研制一種翻板裝置，該翻板需具有輕巧適中、不影響膠帶正常運行的功能。a)輕巧適中:根據(jù)現(xiàn)場測量調(diào)查，膠帶輸送機安裝角度平均在10°左右，所產(chǎn)生的回煤量速度較快，裝置必須能夠及時針對回煤量做出反應(yīng);同時為避免由于外界因素(如走廊內(nèi)風(fēng)量比較大、崗位司機行走意外觸動等)導(dǎo)致翻板出現(xiàn)誤動作，故必須能夠承受較為輕微的外界影響。b)不影響膠帶正常運行:膠帶本身形狀為上膠帶呈U形弧度，下膠帶呈倒U形弧度，故所制作的裝置外形必須與之相符合。

2)材料選用:選用d8 mm鋼筋及δ3 mm鐵板，組合使用制作方能滿足要求。選用分析:d8 mm鋼筋重量適中，制作撾彎過程易操作，組合使用δ3 mm鐵板后能夠滿足翻板裝置要求。

3)裝置設(shè)計圖:根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，取5個相隔20 m膠帶弧度測量計算得平均值為140°;上下膠帶距離為560 mm;膠帶寬度為1 200 mm;膠帶機架寬度為1 600 mm。膠帶在運行過程中上下波動距離為下膠帶20 mm，上膠帶40 mm，進行設(shè)計制圖。膠帶保護裝置示意圖見圖1。

4)翻板制作:根據(jù)設(shè)計圖，放大至原始尺寸后作出模具，對照模具對鋼筋撾彎制作框架及δ3 mm鐵板下料，點焊焊接后，利用自制模仿膠帶現(xiàn)場爬坡角度制作的試驗臺以中心點向上每5 mm位移動量單位進行試驗，找出支承軸位置為距離下邊緣260 mm。翻板制作流程示意圖見圖2。

2.3 翻板動作檢測裝置及控制回路的研制

研制思路:選用一種能夠?qū)⒎鍎幼魑灰萍皶r檢測并反饋的裝置。通過對接近開關(guān)與行程開關(guān)進行比較，檢測方式上存在很大的區(qū)別，行程開關(guān)不符合檢測翻板使用，故選用采用接近開關(guān)作為檢測裝置。接近開關(guān)參數(shù)表見表1。

表1 接近開關(guān)參數(shù)表

2.4 控制回路研制

通過將接近開關(guān)輸出線串聯(lián)至拉繩保護開關(guān)控制觸點內(nèi)，利用拉繩保護斷電原理，實現(xiàn)膠帶輸送機及時停機，達到保護作用。膠帶回煤保護電氣控制原理圖見圖3。

2.5 現(xiàn)場安裝

在距離機頭5 m處，將制作好的翻板裝置安裝在距離上膠帶40 mm，下膠帶20 mm處，計算截取兩段128 mm長的50角鐵分別焊接在膠帶機架槽鋼上，裝入翻板后采用M20螺栓對翻板的縱向位移控制在±4 mm，并根據(jù)接近開關(guān)的有效量程范圍對接近開關(guān)進行固定，最后將接近開關(guān)輸出線串聯(lián)接入拉繩保護裝置中，即完成保護裝置的安裝。

圖3 膠帶回煤保護電氣控制原理圖

初步制作完成后，利用點車方式對上下膠帶的距離進行了現(xiàn)場試驗觀察，未出現(xiàn)摩擦碰撞現(xiàn)象，所選尺寸符合要求。

2.6 安裝過程存在問題及改進方法

存在問題分析改進表見表2，固定方式改造示意圖見圖4，接近開關(guān)加裝保護裝置示意圖見圖5。

3 試驗與應(yīng)用情況

3.1 試驗方案及試驗結(jié)果

通過人為在機頭下膠帶上放置＞20 mm厚、長度20 m長的物料，膠帶輸送機開機瞬間開始記錄時間，停止運轉(zhuǎn)時結(jié)束計時，共試驗3次，實測時間分別為4.52 s、4.33 s、4.64 s。根據(jù)膠帶輸送機運轉(zhuǎn)速度 V=1 m/s，安裝距離距機頭為5 m，計算得5 m÷1 m/s=5 s，試驗結(jié)果均小于5 s，且保護裝置動作靈敏可靠，試驗取得了成功。

表2 存在問題分析改進表

3.2 應(yīng)用情況

屯蘭礦選煤廠在全部膠帶輸送機的機頭、重錘、機尾處分別安裝了該保護裝置，在2011年6月－2012年6月一年時間內(nèi)共動作10次，全部及時發(fā)現(xiàn)并處理，未造成一起膠帶事故，取得了圓滿成功。

4 應(yīng)用效果

該裝置已在屯蘭礦選煤廠運輸系統(tǒng)中投入使用，運行狀況良好，性能穩(wěn)定，能夠及時檢測出下膠帶上回煤并及時采取保護措施，避免了重大事故的發(fā)生，同時提高了該廠的生產(chǎn)效率。

1) 運轉(zhuǎn)一年來，膠帶輸送機事故較原來降低了95%，膠帶在運行過程中由于機頭溜槽堵塞發(fā)現(xiàn)不及時導(dǎo)致的膠帶磨斷、撕裂事故的故障記錄為零，從而保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了膠帶的使用壽命。

2) 經(jīng)濟效益概算:單套投入成本為800元，車間投入應(yīng)用20套，成本費用:F1=800×20=1.6(萬元);該裝置投入使用后，未發(fā)生過一起膠帶磨斷事故，與2010年相比，節(jié)約材料費用:F2=400 m×50元/m=2(萬元);節(jié)約因事故導(dǎo)致更換膠帶影響時間6 h，以精煤臺時量500 t/h，噸精煤1 000元計算，則新增產(chǎn)值:F3=6×500×1 000=300(萬元);綜合經(jīng)濟效益:F=300萬元。

3) 通過對膠帶輸送機保護裝置的成功研制與應(yīng)用，解決了生產(chǎn)過程中急需解決的問題，提高了膠帶輸送機的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)率，杜絕了膠帶輸送機斷帶事故，減輕了職工的勞動強度。

5 結(jié)語

此項成果的成功應(yīng)用，因其制作簡單，成本較低，適用性強，目前，在屯蘭礦選煤廠煤流輸送系統(tǒng)中進行了推廣應(yīng)用，提高了膠帶輸送機自動化保護程度?？赏茝V應(yīng)用于采礦、冶金、發(fā)電系統(tǒng)等大型膠帶輸送機保護裝置的現(xiàn)場實踐應(yīng)用中。

［1］ 楊復(fù)興.膠帶輸送機結(jié)構(gòu)、原理與計算［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2000:42－46.

［2］ 陳爾紹.傳感器實用裝置制作集錦［M］.北京:人民郵電出版社，1999:278－280.

［3］ 房慶云.皮帶機跑偏故障及其對策［J］.港口裝卸，2007(03):21－23.

［4］ 宮志杰，王泰輝，阮文峰.皮帶運輸機的故障診斷［J］.中國設(shè)備工程，2006(05):46.

［5］ 劉文亮，張曉偉，董秋艷.連續(xù)皮帶機膠帶跑偏原因與力學(xué)分析［J］.水利水電技術(shù)，2006(03):26－27.

［6］ 左金榮，張銅鋼，朱滿平.調(diào)整皮帶機膠帶跑偏的方法［J］.江西煤炭科技，2006(01):42－43.

Development and Application on Backing Coal Protection Device of Belt Conveyor

Wang Hai－jiang

Introduces the development and application process of backing coal protection device in belt conveyor，effectively improves the safe and stable operation rate of the belt conveyor，eliminates the belt breaking accident and reduces the labor intensity of the workers.To improve the degree of automation protection of the belt conveyor has a good promoting role，and have higher economic and social benefits and application value.

Belt conveyor;Backing coal protection device;Development;Application

TD528+.1

A

1672－0652(2012)10－0011－03

2012－08－03

王海江(1985—)，男，山西汾陽人，2006年畢業(yè)于山西大同大學(xué)，助理工程師，主要從事機電設(shè)備維護技術(shù)工作(E －mail)804288752@qq.com