煤礦帶式輸送機(jī)常見事故分析與預(yù)防

李 敏

(大同煤礦集團(tuán)地煤公司)

帶式輸送機(jī)是煤礦井下運(yùn)輸主要的運(yùn)輸工具之一，是井下物料轉(zhuǎn)運(yùn)的樞紐。相比礦車運(yùn)輸、鏈條刮板輸送機(jī)等運(yùn)輸方式，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量大、輸送距離長、能耗低、工作面維護(hù)量小，并可實現(xiàn)物料連續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)。帶式輸送機(jī)適用于煤礦井下多處的物料運(yùn)輸，在采區(qū)平巷、采區(qū)上下山、各主要運(yùn)輸大巷、井口運(yùn)輸走廊等處都可用來轉(zhuǎn)運(yùn)采掘的原煤。

帶式輸送機(jī)一旦發(fā)生事故，后果通常較為嚴(yán)重。以傾斜煤巷膠帶斷帶為例，斷裂的膠帶及物料在重力作用下下滑，在下滑擺動過程中會對沿線的輥筒、托輥、支架、線纜、電器裝置造成不同程度的破壞，輸送設(shè)備短時間內(nèi)也無法正常使用，甚至無法保證沿線作業(yè)人員的生命安全。因此，確保煤礦井下帶式輸送設(shè)備正常、高效、安全工作對于煤礦生產(chǎn)十分重要。

1 常見事故

煤礦生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)較為主要的事故類別有火災(zāi)事故、打滑事故、下滑事故、跑偏事故和膠帶斷裂事故等。

1.1 火災(zāi)事故

帶式輸送機(jī)受設(shè)備自身因素和作業(yè)環(huán)境因素共同作用，容易發(fā)生井下火災(zāi)事故。一是輸送機(jī)運(yùn)行過程會產(chǎn)生電線短路、聯(lián)軸器噴油著火、膠帶與輥筒摩擦著火、輥筒與托輥摩擦著火等火源；二是井下作業(yè)環(huán)境空間封閉且狹小，含有的瓦斯和膠帶上的原煤等易燃物質(zhì)在空氣流動不順暢時，也容易造成井下火災(zāi)。輸送機(jī)作業(yè)范圍一旦起火，煙氣污染不易排除，風(fēng)向改變時甚至將煙氣導(dǎo)入通道，造成二次燃燒，甚至釀成瓦斯、煤塵爆炸事故。

1.2 打滑事故

帶式輸送機(jī)打滑容易造成膠帶斷裂、物料堆積等問題，嚴(yán)重時會因摩擦導(dǎo)致火災(zāi)。引起打滑事故出現(xiàn)的原因可分為3類：①膠帶張緊失效，可能是膠帶過長或過松、張緊裝置失效、膠帶彈性變形大等導(dǎo)致；②負(fù)載問題，轉(zhuǎn)運(yùn)超出設(shè)備負(fù)荷或重載開啟設(shè)備，滾筒與膠帶摩擦力過小，托輥、滾筒、輥筒托架、滾筒軸承等部件存在故障；③膠帶卡阻，主要是載荷突然增大，如大塊煤、巖石及其他大型料塊濡染進(jìn)入輸煤皮帶，導(dǎo)致輸送機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 下滑事故

物料下滑事故主要發(fā)生在傾斜巷道。當(dāng)巷道自身傾角過大、超出膠帶摩擦力的極限平衡角度時，物料下滑，制動裝置也無法正常工作。

1.4 跑偏事故

膠帶跑偏導(dǎo)致其上的物料傾灑，導(dǎo)致膠帶扯邊、設(shè)備停機(jī)等問題，長時間跑偏也會縮減膠帶及運(yùn)輸機(jī)使用壽命。主要原因：①設(shè)備質(zhì)量不合格，如輥筒偏心率過大，外圓圓柱度和主、從動滾軸軸心線平行度誤差較大，支撐支架、托輥等自身剛性不夠，膠帶材質(zhì)不合格，厚度、邊緣長度不均勻，接口質(zhì)量存在問題等；②設(shè)備安裝問題，如設(shè)備安裝過程中驅(qū)動輥筒、托輥、擋煤板、膠帶、導(dǎo)料槽等部件安裝角度偏離要求的平行軸、垂直線；③設(shè)備維護(hù)問題，如設(shè)備正常運(yùn)行過程中物料粘附在輥筒與膠帶間，導(dǎo)致受力不均勻，清掃設(shè)備工作效率低及其他日常維護(hù)不到位等。

1.5 輸送帶斷裂事故

膠帶斷帶、撕裂事故通常由膠帶磨損及其硫化接口磨損、翹曲等疲勞斷裂導(dǎo)致，輸送設(shè)備刮板、擋煤板、清掃裝置下沉、松動，尖銳部分與膠帶直接接觸，輸煤皮帶輸送的煤、巖石、鐵件等卡在刮板等部位，也會造成皮帶嚴(yán)重?fù)p傷。設(shè)備負(fù)載過大時，張緊裝置超出強(qiáng)度極限，膠帶自身強(qiáng)度、接口施工質(zhì)量等不合格也會造成輸送帶斷裂事故。

2 事故預(yù)防

2.1 火災(zāi)事故預(yù)防

為避免帶式輸送機(jī)火災(zāi)事故，應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)預(yù)警，使用阻燃材料，加強(qiáng)設(shè)備日常管理等。一是通過煙霧報警器、溫升報警器、輥筒打滑監(jiān)控及分布式光纖溫度傳感監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控可能引發(fā)火災(zāi)的隱患；二是運(yùn)輸機(jī)中易燃部分改用阻燃材料，電氣裝置滿足礦用電氣裝置的防火、防爆標(biāo)準(zhǔn)，電線電纜及膠帶選用阻燃性高的材質(zhì)；三是加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)，改善運(yùn)輸機(jī)作業(yè)環(huán)境，確保通風(fēng)良好，避免易燃物料堆積，專職維護(hù)和操作的人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，健全、完善輸送機(jī)管理巡查制度。

2.2 打滑事故預(yù)防

保證帶式輸送機(jī)膠帶張緊力，定期檢查和維護(hù)設(shè)備部件，同時加裝相應(yīng)的防打滑裝置。一是將運(yùn)輸機(jī)張緊裝置的張緊程度、垂直度控制在合理范圍內(nèi)，在滿足膠帶與輥筒摩擦力要求前提下，避免過度張緊引起膠帶疲勞損耗；二是定期檢查設(shè)備輥筒、托輥軸承等支撐配件，及時更換嚴(yán)重磨損的輥筒外包裹的膠套，及時清理輥筒、膠帶等處煤泥、油污等污垢，避免膠帶積存較多的積水、機(jī)油等液體物質(zhì)；三是增設(shè)防打滑系統(tǒng)，通過監(jiān)控輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，在打滑現(xiàn)象出現(xiàn)后緊急停機(jī)。

2.3 下滑事故預(yù)防

控制運(yùn)輸機(jī)極限平衡角，選用摩擦系數(shù)較大的膠帶，在設(shè)備減速器前段安裝制動器、主動輥筒處設(shè)置滾柱逆止器等制動裝置，以在打滑事故發(fā)生時及時制動。

2.4 跑偏事故預(yù)防

從設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備安裝和設(shè)備維護(hù)3個方面綜合預(yù)防帶式輸送機(jī)跑偏事故。一是在設(shè)備選型階段，選擇制造精度滿足使用要求的帶式輸送機(jī)，避免輥筒剛性、強(qiáng)度不足導(dǎo)致設(shè)備損壞、兩側(cè)受力不均，各輥筒、驅(qū)動輪應(yīng)保證軸向同心，膠帶具有足夠強(qiáng)度、均勻性；二是保證安裝誤差在允許范圍內(nèi)，各輥筒水平放置，相互對稱平行；三是加強(qiáng)設(shè)備污垢清理，避免輥筒與膠帶間污垢過多造成膠帶兩側(cè)存在高度差。

2.5 斷裂事故預(yù)防

斷裂事故預(yù)防重點(diǎn)是設(shè)備日常檢查和維護(hù)，及時更換損傷、松動部件，調(diào)整膠帶偏斜。膠帶磨損或接口處出現(xiàn)翹曲、鼓泡、嚴(yán)重磨損時，及時切除及更換。漏斗、擋煤板、分料器、設(shè)備托輥、支架等松動、下墜時及時更換配件。膠帶下煤口安裝煤篦分流大塊狀原煤，膠帶上方安裝除鐵器、木塊分離等裝置以去除鐵質(zhì)雜質(zhì)、木質(zhì)雜物，及時處理卡塞在導(dǎo)料槽、輥筒等處的塊料，避免割傷膠帶。通過張力傳感器監(jiān)控膠帶運(yùn)行狀況，張力突然變化時及時檢查，并采取對應(yīng)處理措施。

2.6 綜合保護(hù)裝置

煤礦帶式輸送機(jī)由于設(shè)備型號不同，相應(yīng)的保護(hù)裝置功能也不同，但運(yùn)行機(jī)理基本類似，都是通過繼電器組成的硬線邏輯電路、運(yùn)算放大器、CMOS集成電路、可編程控制器(PLC)等構(gòu)成。系統(tǒng)集成后，傳感器的低電平信號導(dǎo)入控制箱，根據(jù)信號反饋內(nèi)容判斷故障，以報警或者直接緊急停車，同時可通過LED顯示工作狀態(tài)、故障種類?？刂蒲b置可以單機(jī)使用，也可以將多條帶式輸送機(jī)構(gòu)成集控性轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)雙音頻實時通訊。

綜合保護(hù)裝置通過多種傳感器和電控開關(guān)實現(xiàn)對不同種類故障的保護(hù)，如打滑保護(hù)、煙霧保護(hù)、溫度保護(hù)、堆煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、緊急制動裝置、縱向撕裂保護(hù)等。報警功能啟動時可實現(xiàn)故障種類指示、警報和語言報警，保護(hù)動作根據(jù)功能需要進(jìn)行即時停機(jī)或延時停機(jī)。綜合保護(hù)裝置實時監(jiān)控各帶式輸送機(jī)，根據(jù)故障類型執(zhí)行自動報警、顯示狀態(tài)、緊急停車等動作，有效避免人為判斷失誤引發(fā)的事故。

3 結(jié) 論

帶式輸送機(jī)是煤礦井下主要的運(yùn)輸工具之一，其安全運(yùn)行是煤礦正常生產(chǎn)的基本保證。對帶式輸送機(jī)常見的火災(zāi)事故、打滑事故、下滑事故、跑偏事故、斷裂事故等提出預(yù)防措施，并通過安裝綜合保護(hù)裝置，實現(xiàn)故障類型的準(zhǔn)確判斷、運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)控，能有效避免帶式輸送機(jī)事故的發(fā)生，穩(wěn)定煤礦生產(chǎn)秩序，避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

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