礦井輸送帶斷帶保護裝置分析

梁曉民

（西山煤電（集團）有限責任公司設備租賃公司， 山西 太原 030053）

引言

皮帶輸送機在煤礦中大多被安裝在巷道的傾角較大的主運巷道，擔負著很多個礦井的煤礦運輸任務，是礦井整個運輸系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，如果輸送帶發(fā)生斷裂，就可能導致煤礦加速下滑出現(xiàn)嚴重的故障。在礦井中采用大型單斗挖掘機配合大型破碎機和高速帶式輸送機，具有較大的生產能力，生產效率較高，社會效益與環(huán)境效益并重，使得揚塵減少，礦山的整體環(huán)境能夠得到改善。輸送帶也存在一定的缺點：第一是對于爆破巖石的質量要求是比較高的；第二是為了使得輸送帶的運送更加順暢，必須增加破碎的環(huán)節(jié)來使得其在運送過程當中不容易出現(xiàn)故障；第三是系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，系統(tǒng)如果在其中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就可能會導致斷帶。因此要對其加強保護[1]。

1 礦井輸送帶斷帶故障分析

1.1 落料點不正

輸送帶在運送過程當中可能會受到物料的較大程度的沖擊，但是很多時候輸送帶是槽型的，在落料點不正的時候，物料就會落在輸送帶側面，出現(xiàn)傾斜的情況，這時候物料本身的重力可以產生一個沿輸送帶寬度方向的側滑力，使得輸送帶出現(xiàn)斷帶的情況，影響到生產和輸送的效率。

1.2 運動中震動

運動中的震動使得輸送帶的磨損較為嚴重，而且面積慢慢減小，強度和硬度也會降低，最后出現(xiàn)斷裂的情況，這樣就會導致輸送帶鏈條磨損之后運作效率不如正常的鏈條，同時由于震動產生輸送帶偏離主輪軸的情況，使得其出現(xiàn)嚴重的斷帶，可能出現(xiàn)嚴重的安全事故。

1.3 安裝不合理

在對輸送帶機械的安裝過程當中，由于安裝不合理，可能會造成軸線和平臺出現(xiàn)歪斜的情況，使輸送帶機的機頭和機尾在一開始的時候就沒有在一條直線上，導致在輸送過程當中傾斜程度越來越大，使得牽引力出現(xiàn)分解的情況，牽引力分解為沿著輸送帶方向的力和垂直于輸送帶方向的分力，使輸送帶產生橫向的斷帶情況，如果機架的安裝也有一定的歪斜，輸送帶的斷帶將會更加嚴重，同時在后續(xù)的操作當中將難以調整，帶來極大的安全性問題[2]。

1.4 硫化接頭溫度和壓力設計不夠合理

輸送帶接頭主要有機械接頭和硫化接頭兩部分，機械接頭質量較差，硫化接頭質量較好，所以現(xiàn)在采用機械接頭的輸送帶還是較少的。硫化接頭如果沒有按照一定的要求對其溫度和壓力進行控制，溫度和壓力設計不夠合理的話，就可能會使得硫化工藝受到一定的影響，最終使輸送帶出現(xiàn)嚴重的斷裂。

為了減少這樣的問題，使斷帶的事故發(fā)生率降低，除了要對其進行經常的維修和維護之外，加強其斷帶保護，為其安排一定的斷帶保護裝置也是極為關鍵的，它可以在事故突然發(fā)生的時候，對其進行有效的解決，通過設備的動作使輸送帶能夠迅速地被固定，使得物料的運輸不受到影響，設備的安全也能夠得到保障[3]。

2 礦井輸送帶斷帶保護裝置設計

目前，皮帶輸送機的斷帶保護裝置有很多種結構，但是通過從輸送帶夾緊這個方面來看原理是基本類似的，都是在輸送帶斷裂之后利用輸送帶的下滑力作為其制動的源動力，當出現(xiàn)輸送帶斷裂之后，輸送帶的運動速度就會變慢，然后產生向下的滑動力，所以斷帶保護裝置從這個時候開始啟動，讓對于傳送帶的夾緊力越來越大，其受力較為平穩(wěn)，可以在加緊的瞬間由動態(tài)摩擦轉化為靜態(tài)摩擦力，極大地阻止輸送帶進一步出現(xiàn)安全問題。

2.1 摩擦棘輪式機構

這種結構是利用棘輪機構的反向制動原理來對斷帶實現(xiàn)有效保護的，如下頁圖2，在實際工作當中停止裝置在輸送帶兩側成對地進行布置，當皮帶的輸送機正常進行工作的時候輸送帶是沿著斜面進行運動的，在摩擦力的影響之下，輸送帶驅動夾緊可以正向轉動，夾緊輪對于輸送帶來說是滾動的，由于在支撐軸和桿之間有滾動的軸承，那么就會使得阻力減小，如果出現(xiàn)異常情況導致斷帶的時候，輸送帶就會由于重力而向下產生滑動，在摩擦力的作用之下，輸送帶就可以夾緊反向的轉動，由于摩擦式的扇形棘爪升角較小，就可以使得夾緊輪產生自鎖，無法進行進一步轉動，那么夾緊桿和夾緊輪之間連接就是剛性的，夾緊桿和輪之間可以順時針共同擺動，產生的下滑越嚴重，夾緊力就越大，偏心凸輪可以對于輸送帶的預緊力進行調整，再對其進行固定之后，就可以保證在正常工作的時候，扇形棘爪和棘輪是相互接觸的，不容易被棘輪所推開，所以當棘輪反轉的時候，扇形棘爪就有一定的接觸力，可以使得棘輪進行自鎖[4]。

圖2 摩擦棘輪式

2.2 滾輪擠壓式結構

輸送機的機架兩端可以采用楔型的結構來對其進行固定，傳送帶可以從中間通過，如圖3，在這個裝置內部放置一個圓柱形的滾輪，當輸送機出現(xiàn)斷帶的時候，輸送帶就會沿著這個滾輪向下滑動，同時帶動滾輪與斜面相接觸，在開始的時候就可以壓住輸送帶，同時壓力越來越大，使其固定從而使滑車的底面摩擦力提升，當其大于下滑力的時候，輸送帶就會鎖死可以有效地防止其斷裂。皮帶輸送帶的斷帶保護裝置是極為關鍵的，一般來說使用輸送機作為提升機設備的現(xiàn)場都非常重視輸送帶斷帶保護機制，因此采用這樣的方法可以對于功率較大的輸送帶起到有效的保護作用[5]。

輸送帶的技術是較為成熟的，因此其在礦山開采當中應用廣泛，但是通過對其結構進行分析和探討后認為對其進行優(yōu)化可以使其運送效果得到有效的提升。目前來說，我國在某些地區(qū)存在著參數(shù)設計不夠合理的情況，使得斷帶的發(fā)生率較高，這樣會影響到采礦的進行，如果這個問題遲遲得不到解決，就會使得輸送帶的參數(shù)受到影響，因此必須對于運送參數(shù)進行優(yōu)化，對于其斷帶的問題給以重視，這有著極為重要的現(xiàn)實意義。同時還需要做好對其的風險識別，對于其中可能出現(xiàn)的問題要進行提前的預測與制定，盡量規(guī)避整個輸送帶中可能出現(xiàn)的風險，最大限度減少風險損失降低成本，使整個輸送帶運輸過程能夠盡量降低成本。因此必須加強輸送帶可靠性試驗和仿真試驗、電子技術、系統(tǒng)和運用工程、計算機應用技術、機械設備、控制技術等業(yè)務，在相關專業(yè)得到顯著性成果，并且保持國內先進水平。

圖3 滾輪擠壓式

3 結語

對于輸送帶進行優(yōu)化設計，加強其斷帶保護，可以有效地使輸送的參數(shù)改善，使輸送帶的運送能力更加符合于實際情況，使傳送效果更好。在對煤礦進行有效的資源利用時，需要認真地分析各地區(qū)的放礦模式及礦石性質、組成成分，從而對其進行評估，因地制宜地實現(xiàn)技術優(yōu)化、科學規(guī)劃與合理布局，達到礦產資源化利用的目的。