煤礦中皮帶運(yùn)輸設(shè)備的故障分析及監(jiān)測(cè)處理

崔鑫

摘 要：本文分析了當(dāng)前我國(guó)煤礦企業(yè)皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備存在的故障問(wèn)題，分析了其運(yùn)行原理，并針對(duì)其故障原因指出了相關(guān)的監(jiān)測(cè)處理方法。皮帶運(yùn)輸機(jī)性能直接影響著煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率與成本，企業(yè)必須采用有效的故障監(jiān)測(cè)方法，有效分析，才可以及時(shí)解決運(yùn)行問(wèn)題，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦;皮帶運(yùn)輸設(shè)備;故障;監(jiān)測(cè)處理

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備構(gòu)造

某煤礦采區(qū)皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)運(yùn)輸總長(zhǎng)度為2700m，設(shè)計(jì)帶速為每秒3.2m，此皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)輸能力為1500t/h，初期安裝總長(zhǎng)度為950m。同時(shí)，皮帶運(yùn)輸機(jī)采用了雙滾筒的驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸方式。此皮帶運(yùn)輸設(shè)備中具備支撐與清掃裝置，其中最為關(guān)鍵的便是皮帶運(yùn)輸設(shè)備的皮帶及電機(jī)。在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中一般不會(huì)發(fā)生電機(jī)故障問(wèn)題，但一旦電機(jī)運(yùn)行不暢會(huì)為煤礦企業(yè)的運(yùn)輸工作帶來(lái)諸多不利影響。當(dāng)前皮帶運(yùn)輸機(jī)最為頻繁發(fā)生故障的部位為皮帶部件，這也是主要的動(dòng)力傳輸部件，與煤炭直接接觸。由此看出，在煤礦傳輸過(guò)程中，皮帶部件具備十分重要的作用。

2 皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障及處理措施

2.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)備跑偏

某煤礦采區(qū)皮帶運(yùn)輸設(shè)備在運(yùn)行期間，皮帶受多種外力因素的影響，當(dāng)傳輸設(shè)備處于正常運(yùn)輸模式時(shí)，皮帶圍繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)輸煤炭。但若煤炭在運(yùn)輸期間在皮帶上分布并不均勻，則會(huì)導(dǎo)致中心軸出現(xiàn)偏差，不但無(wú)法正常運(yùn)輸煤炭，甚至還會(huì)縮短皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用壽命。除此之外，當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏問(wèn)題時(shí)，甚至還會(huì)引發(fā)火災(zāi)事故問(wèn)題，嚴(yán)重威脅了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。相關(guān)技術(shù)人員研究分析發(fā)現(xiàn)，某煤礦皮帶運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行期間，皮帶會(huì)受到運(yùn)輸力的影響，當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)處于高速運(yùn)行模式時(shí)，外界較大的作用力會(huì)導(dǎo)致其自身受力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致偏差問(wèn)題。

2.2 皮帶運(yùn)輸設(shè)備打滑

某煤礦采區(qū)皮帶運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行情況與皮帶摩擦系數(shù)存在較大關(guān)系，當(dāng)皮帶運(yùn)輸設(shè)備出現(xiàn)受力不均問(wèn)題時(shí)，其摩擦力會(huì)相對(duì)產(chǎn)生變化。當(dāng)皮帶摩擦力低于臨界值時(shí)，皮帶會(huì)發(fā)生打滑問(wèn)題，運(yùn)行效率降低。甚至皮帶打滑會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，加速皮帶的老化程度，縮短其使用壽命，甚至還會(huì)引起燒毀問(wèn)題。除此之外，皮帶受力不均勻也會(huì)引發(fā)火花的產(chǎn)生，極易導(dǎo)致瓦斯爆炸事故，嚴(yán)重威脅了煤礦企業(yè)的正常安全生產(chǎn)。技術(shù)人員深入分析原因發(fā)現(xiàn)，煤礦在開(kāi)采過(guò)程中存在水煤?jiǎn)栴}，在運(yùn)輸煤炭時(shí)使得部分水分滴落至皮帶的背面或滾軸，減小了皮帶表面的摩擦力，從而導(dǎo)致其發(fā)生打滑問(wèn)題。除此之外，技術(shù)人員在安裝與維護(hù)皮帶過(guò)程中的張力不足問(wèn)題也會(huì)降低皮帶的摩擦力，從而使其發(fā)生打滑問(wèn)題。針對(duì)此，煤礦工作人員在遇到水煤?jiǎn)栴}時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉噴淋裝置，并減小給煤數(shù)量，避免皮帶出現(xiàn)打滑問(wèn)題。

3 皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

類似于多數(shù)煤礦企業(yè)采用的皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障監(jiān)控系統(tǒng)，某煤礦企業(yè)使用的系統(tǒng)還增加了MCGS嵌入式觸摸屏，確保井下的工作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行情況，以便及時(shí)處理故障問(wèn)題，確保煤礦生產(chǎn)工作的安全進(jìn)行。

3.2 皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障監(jiān)控系統(tǒng)功能模塊

一是物理層，皮帶運(yùn)輸設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)物理層主要包括溫度傳感裝置、振動(dòng)傳感裝置等收集設(shè)備，這些裝置可以有效收集各種皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息。其中振動(dòng)傳感裝置采用4至20毫安的電流信號(hào)作為輸出信號(hào)，并利用隔離放大裝置將其轉(zhuǎn)變?yōu)?至5伏的電壓信號(hào)，在輸送至模擬量擴(kuò)展模塊中。溫度傳感器采用了4至20毫安的電流信號(hào)，其無(wú)需轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，可以直接被輸送至模擬量擴(kuò)展模塊中。二是數(shù)據(jù)收集與傳輸層，即PLC分站，包括MCGS嵌入式觸摸屏與PLC裝置，其可以利用相關(guān)的擴(kuò)展模塊在線分析數(shù)據(jù)信息，并完成處理工作。且可以將監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)顯示至MCGS嵌入式觸摸屏中，并通過(guò)上機(jī)位完成相關(guān)的通信工作。三是信息處理層，即上位主機(jī)，其可以在相關(guān)的顯示設(shè)備中展現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，并記錄查詢相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行實(shí)施預(yù)警。

4 皮帶運(yùn)輸設(shè)備故障診斷實(shí)際案例分析

某煤礦采區(qū)皮帶運(yùn)輸機(jī)電機(jī)前軸軸承出現(xiàn)了嚴(yán)重的振動(dòng)問(wèn)題，且振動(dòng)頻率明顯超出了標(biāo)準(zhǔn)值。通過(guò)故障診斷系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，此運(yùn)輸設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始處于異常的煤炭運(yùn)輸模式。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)工頻為25赫茲，分析加工處理皮帶運(yùn)輸設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息可以發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)前軸位置軸承徑向的振動(dòng)幅度達(dá)到了每秒9.7mm，但標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值為9.0mm/s，已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)值范疇。之后技術(shù)人員利用專家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析此故障問(wèn)題，并在故障信息系統(tǒng)中查找類似問(wèn)題，通過(guò)推理分析可以得出皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子不平衡的故障問(wèn)題，通過(guò)檢查驗(yàn)證皮帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際運(yùn)行情況可以看出，故障結(jié)果診斷無(wú)誤。這也進(jìn)一步表明，皮帶運(yùn)輸機(jī)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備較強(qiáng)的準(zhǔn)確性，在煤礦運(yùn)輸過(guò)程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并針對(duì)性的采取處理措施，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤礦企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)充分結(jié)合皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，及時(shí)掌握其可能發(fā)生的故障問(wèn)題，并針對(duì)性的采取監(jiān)測(cè)措施，從而有效避免故障的再次發(fā)生，保證皮帶運(yùn)輸設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]董秀峰.五畝沖礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)控制改造[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2018.