煤礦帶式輸送機設(shè)備分析

蔣興育

（貴州水城礦業(yè)股份有限公司機械制造分公司，貴州 六盤水 553000）

引言

礦用帶式輸送機是煤礦采掘工作面的重要運輸設(shè)備之一，它不僅運輸能力大、運輸距離長、操作簡單，而且適應性強，可在地質(zhì)條件以及施工條件相對復雜的施工地段使用。但是在實際煤礦生產(chǎn)過程中，由于輸送機安裝質(zhì)量不合格、檢修維護不到位以及操作不規(guī)范，輸送機在使用過程中會經(jīng)常出現(xiàn)故障，不僅縮短了輸送機的使用壽命、影響了煤礦安全高效運輸，而且很容易發(fā)生重大煤礦機電事故。本文以司馬礦采掘工作面安裝的DTL型帶式輸送機為研究對象，對輸送機在日常使用過程中常見故障原因進行合理分析，并提出了有效的措施，力求保證煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

一、帶式輸送機智能控制系統(tǒng)組成

帶式輸送機智能控制系統(tǒng)主要包括智能控制系統(tǒng)、智能控制箱、隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器、帶式輸送機保護裝置、料流傳感器、視頻監(jiān)控智能報警系統(tǒng)等，并將各子系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)匯集處理，實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行、智能保護的功能。1）智能控制系統(tǒng)，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，在帶式輸送機控制分站之間建立通信，實現(xiàn)帶式輸送機運輸系統(tǒng)的集中控制。2）智能控制箱，內(nèi)置可編程控制器PLC，采集變頻器、傳感器數(shù)據(jù)及外部命令，分析設(shè)備運行狀態(tài)、物料狀態(tài)、故障狀態(tài)等，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能節(jié)能運行。3）帶式輸送機保護裝置，可實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備（給煤機、破碎機）的聯(lián)鎖控制，具有各種保護和報警預告功能。4）料流傳感器，是控制系統(tǒng)的主要監(jiān)測設(shè)備，本方案采用微波型料流傳感器。運輸系統(tǒng)啟動時，可準確監(jiān)控各帶式輸送機煤量，調(diào)整運輸系統(tǒng)運行速度。5）設(shè)備開停傳感器，煤流系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備均配置設(shè)備開停傳感器，準確反饋各設(shè)備是否運行，并與料流傳感器配合，控制系統(tǒng)能準確掌握運輸系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)。6）視頻監(jiān)控智能報警系統(tǒng)，集成視頻分析原理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，避免違規(guī)作業(yè)，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患。

二、煤礦帶式輸送機故障機理

（一）輸送帶打滑

輸送帶打滑主要是由于驅(qū)動滾輪與輸送帶的運行速度不匹配而導致的相對運動，帶式輸送機的打滑不僅導致輸送帶傳輸失效同時又可能由于輸送帶摩擦而導致火災，在下坡段出現(xiàn)“飛車”事故。由于張緊裝置安裝錯誤或被物料卡住從而無法提供足夠的張力，使得輸送帶與滾筒作用點的張力過?。惠^快的啟動速度導致輸送帶打滑；輸送帶上有積水或者滾輪由于長時間的運行而產(chǎn)生磨損，導致輸送帶阻力過小從而產(chǎn)生打滑。

（二）輸送帶斷帶

（1）接頭不牢固：輸送機在運輸物料時突然出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，輸送帶接頭處縱向拉力加大，若輸送帶接頭不牢固會出現(xiàn)接頭卡扣咬合力小于拉力，造成輸送帶在接頭處斷帶。（2）輸送帶磨損嚴重：輸送機在安裝時由于輸送帶張力過大、輸送帶跑偏等造成輸送帶運輸物料時機械磨損嚴重，主要表現(xiàn)在輸送帶變薄、輸送帶鋼絲斷裂等，致使輸送帶抗拉力變小，從而造成輸送帶斷帶。

（三）輸送帶跑偏

帶式輸送帶跑偏主要是指輸送帶中心偏離輸送機中心線的現(xiàn)象，輸送帶跑偏是帶式輸送帶最常見的故障之一，輸送帶跑偏同時會引起輸送帶的撕裂、斷裂以及打滑等。造成輸送帶跑偏的主要原因如下：1）安裝誤差，復雜的地形以及長距離輸送過程中很難保證輸送帶與滾輪之間相對位置不變，從而發(fā)生跑偏。同時由于人為操作不規(guī)范的原因，使得托輥與輸送帶偏離標準規(guī)定值，從而使得托輥不垂直托輥組，在運輸過程中產(chǎn)生跑偏。另外由于滾輪與輸送帶之間的細小偏差，導致輸送帶與滾輪之間的受力不匹配，從而導致輸送帶跑偏。2）接觸面不平整，由于加工誤差使得滾輪與輸送帶之間產(chǎn)生相對偏離，導致產(chǎn)生與輸送方向不一致的外力，從而導致跑偏。3）長時間的連續(xù)輸送，導致輸送帶頭部發(fā)生磨損，從而產(chǎn)生與運輸方向不一致的外力，進而發(fā)生輸送帶跑偏。4）由于輸送帶突然受到外界的重力作用，使得張力與輸送帶所需方向不一致，從而導致了輸送帶跑偏的現(xiàn)象。

（四）輸送帶縱向撕裂

由于煤礦輸送通常為長距離輸送，輸送帶通過內(nèi)部的鋼繩來增強其橫向強度，但在長距離輸送過程中，較大的拉力超出了輸送帶縱向拉力時就會產(chǎn)生縱向撕裂。一旦出現(xiàn)縱向撕裂，輸送帶就會失效。通常產(chǎn)生縱向撕裂的情況如下：1）由于違規(guī)操作，在運輸過程中夾雜尖銳物質(zhì)，尖銳物質(zhì)會刺穿傳輸帶，產(chǎn)生撕裂。尖銳物同時會卡在劃痕處，隨著工作時間延長，尖銳物質(zhì)會不間斷地增加額外的作用力，從而使傳輸帶發(fā)生撕裂；2）運輸過程中，如果輸送帶發(fā)生跑偏，輸送帶會與邊緣的托輥或者托輥架發(fā)生摩擦和相互擠壓，如果不能及時調(diào)整跑偏，會使輸送帶發(fā)生磨損，從而導致輸送帶撕裂；3）滾輪或者托輥由于加工誤差而產(chǎn)生毛刺，隨著運輸?shù)牟粩噙M行，毛刺會對輸送帶進行切割，長時間會使輸送帶發(fā)生撕裂。由上面分析可以知道輸送帶發(fā)生撕裂的原因主要是尖銳物質(zhì)的摩擦及刺破，輸送帶跑偏以及滾輪和托輥加工誤差產(chǎn)生的毛刺而引起的。輸送帶正常工作過程中，輸送帶和托輥受力較平穩(wěn)，一旦輸送帶發(fā)生撕裂，撕裂的過程中會產(chǎn)生異常大的附加壓力，維持較長一段時間，當輸送帶被撕裂后，壓力瞬時減少。通過監(jiān)測壓力與整體張力變化趨勢即可判斷出輸送帶是否產(chǎn)生撕裂。

結(jié)語

帶式輸送機作為礦井主要運輸設(shè)備，是建設(shè)綠色礦山的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本方案以建設(shè)高產(chǎn)高效礦井為目標，貫徹無人則安的理念，綜合變頻調(diào)速技術(shù)、煤量檢測技術(shù)、智能控制技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，通過現(xiàn)場實際運行檢驗，實現(xiàn)帶式輸送機順序啟停，智能調(diào)速，全運輸系統(tǒng)無人值守，并達到良好的節(jié)能效果，通過崗位替代和設(shè)備自動化升級從根本上提高煤礦安全。