礦用SGB型刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置的應(yīng)用分析

高俊偉

（大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司， 山西 大同 037003）

1 雁崖煤業(yè)公司2305系統(tǒng)巷概述

大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司2305系統(tǒng)巷設(shè)計長度為120 m，巷道斷面規(guī)格（寬×高）為4.5 m×3.5 m，巷道掘進(jìn)煤層為山西組4號煤層，煤層平均厚度為3.5 m，巷道開口掘進(jìn)期間在工作面內(nèi)安裝一部SGB620-40T刮板輸送機(jī)與盤區(qū)帶式輸送機(jī)進(jìn)行聯(lián)合出煤，輸送機(jī)電機(jī)功率為40 kW。

由于2305巷掘進(jìn)煤層含夾矸較多，導(dǎo)致在系統(tǒng)前期掘進(jìn)期間刮板輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)為斷鏈故障。根據(jù)礦機(jī)電科統(tǒng)計分析，2305巷在前期掘進(jìn)期間共計出現(xiàn)9次斷鏈?zhǔn)鹿?，造成?jīng)濟(jì)損失達(dá)27.3萬元，嚴(yán)重制約著系統(tǒng)巷安全快速掘進(jìn)。

2 刮板輸送機(jī)斷鏈原因及危害

2.1 斷鏈原因

1）刮板輸送機(jī)在運(yùn)送矸石時常由于矸石沒有拉空被拖入底槽，底槽下部的刮板鏈條拉力增大、負(fù)載增加，很容易導(dǎo)致下部鏈條損傷。

2）由于刮板輸送機(jī)常常處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，再加上井下工作環(huán)境惡劣，鏈條使用年久沒有更換，這些都會導(dǎo)致鏈條的強(qiáng)度與硬度降低，發(fā)生斷裂事故的概率也比較大[1-4]。

3）施工人員在安裝刮板機(jī)溜槽時沒有按照標(biāo)準(zhǔn)的工藝進(jìn)行安裝，導(dǎo)致刮板機(jī)由于底板不平發(fā)生碰撞及對口錯位，甚至?xí)c刮板及鏈環(huán)發(fā)生板卡，這些都會造成刮板鏈條的運(yùn)行阻力增大。

4）刮板輸送機(jī)鏈條張緊力較大時會導(dǎo)致鏈條初張力增大，鏈條在這種情況下發(fā)生板卡時，很容易導(dǎo)致鏈環(huán)由于沖擊載荷較大發(fā)生斷裂。

5）施工人員在安裝時沒有按照標(biāo)準(zhǔn)工藝安裝，導(dǎo)致刮板機(jī)兩根鏈條長度不同或過松，這將會造成鏈條在正常運(yùn)行中發(fā)生跳牙，跳牙會引起鏈環(huán)與鏈輪牙齒發(fā)生劇烈碰撞，導(dǎo)致鏈環(huán)發(fā)生損壞或斷裂。

6）巷道在安裝刮板機(jī)輸送機(jī)之前沒有對巷道的底板進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，導(dǎo)致巷道底板不平不直，這也會導(dǎo)致輸送機(jī)在運(yùn)送矸石時受力不均[5]。

7）井下刮板輸送機(jī)常處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，再加上井下空氣比較潮濕、風(fēng)速較大，鐵質(zhì)材料的鏈條很容易發(fā)生化學(xué)腐蝕、變形。除了刮板輸送機(jī)在運(yùn)輸較重矸石時會產(chǎn)生較大拉力，當(dāng)刮板鏈上殘留矸石再啟動時，也會使刮板鏈條產(chǎn)生較大拉力。這些較大拉力都會導(dǎo)致鏈條變形嚴(yán)重、拉力下降。

2.2 斷鏈?zhǔn)鹿实奈：?/h3>

當(dāng)鏈條在發(fā)生斷裂事故的瞬間，由于上部鏈條發(fā)生斷裂，而下部鏈條仍然正常運(yùn)行，此時矸石會向底槽堆積，鏈輪會產(chǎn)生較大的拉力，最終導(dǎo)致電機(jī)燒損。如刮板機(jī)發(fā)生斷裂后仍然正常運(yùn)行，將會導(dǎo)致斷裂處的鏈條間距越來越大，后期檢修人員需增加人力對鏈條進(jìn)行拖鏈拼接，這將大大增加工作人員的勞動強(qiáng)度及處理事故的時間，而且電機(jī)燒損也會降低機(jī)電設(shè)備的使用壽命。如刮板輸送機(jī)在發(fā)生斷裂事故的瞬間能夠及時判斷并停機(jī)，這將會減輕或降低斷裂事故后期對生產(chǎn)造成的惡劣影響。然而如果僅僅依靠操作人員及開關(guān)的過載保護(hù)裝置很難再發(fā)現(xiàn)斷鏈后及時停機(jī)。因此如何保證刮板輸送機(jī)在發(fā)生斷裂事故的瞬間能夠及時停機(jī)是解決斷鏈?zhǔn)鹿实闹饕緩健?/p>

3 斷鏈保護(hù)裝置應(yīng)用分析

3.1 斷鏈保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)組成

1）刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置是由以下部件組成：花蘭螺絲、細(xì)鋼絲、導(dǎo)向管、彈簧、鐵滑塊和接近開關(guān)，如下頁圖1所示。

2）首先在刮板機(jī)下方安裝細(xì)鋼絲，操作人員可以通過控制細(xì)鋼絲的松緊來調(diào)整花蘭螺絲。接近開關(guān)是一種非接觸式的檢測裝置，它能夠確保物體接近的瞬間自動發(fā)生動作。

3）操作人員可以在導(dǎo)向管的開口處安裝該裝置，但要準(zhǔn)確把握導(dǎo)向管與開口的距離，如導(dǎo)向管與開口的距離較遠(yuǎn)，檢測裝置不能及時發(fā)生動作，如導(dǎo)向管與開口的距離較近，檢測裝置很容易發(fā)生誤動作，導(dǎo)致設(shè)備“偷?！薄?/p>

4）鐵滑塊主要是為了觸發(fā)開關(guān)動作，當(dāng)鐵滑塊與導(dǎo)向管開口接觸較近時，接近開關(guān)會發(fā)生動作。因此，操作人員要時刻保證鐵滑塊在導(dǎo)向管內(nèi)的靈敏度，同時為了降低鋼絲與導(dǎo)向管的摩擦，操作人員還需在導(dǎo)向管拐角處安裝一個滑輪。

圖1 刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 斷鏈保護(hù)裝置工作原理

1）當(dāng)刮板輸送機(jī)在正常運(yùn)行時發(fā)生鏈條斷裂后，此時上部鏈條會發(fā)生松弛下垂，安裝在機(jī)頭下方的細(xì)鋼絲會受到上部鏈條壓力，細(xì)鋼絲受到壓力又會帶動導(dǎo)向管內(nèi)的鐵滑塊移動到導(dǎo)向管開口位置，接近開關(guān)監(jiān)測到導(dǎo)向管內(nèi)鐵滑塊接近時發(fā)出信號，該信號經(jīng)過光纜傳遞到電源的控制回路，將電路中刮板電源的常閉觸點(diǎn)斷開，此時，刮板機(jī)由于失去動力電源而被迫停止運(yùn)行，這就能夠避免刮板機(jī)發(fā)生斷裂后導(dǎo)致電機(jī)燒損或事故擴(kuò)大。

2）刮板輸送機(jī)的斷帶保護(hù)裝置最主要的部件為電感式接近開關(guān)。該接近開關(guān)在運(yùn)行時內(nèi)部安裝的振蕩器會產(chǎn)生交變磁場，一旦有金屬物體靠近時，就會在金屬物內(nèi)部產(chǎn)生渦流，該渦流會阻礙振蕩器震蕩。后級放大電路將衰減的振蕩器信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號，觸發(fā)控制回路常閉觸點(diǎn)斷開。

3）斷帶保護(hù)裝置通常采用兩種啟停接線方式：一種是將接近開關(guān)的輸出線于控制回路的常閉出點(diǎn)連接，常閉觸點(diǎn)斷開后開關(guān)斷電；一種是將接近開關(guān)的輸出線于PLC連接，PLC對接受到的信號經(jīng)過處理后將停電信號直接傳遞到開關(guān)將電源斷開。

4 斷鏈保護(hù)裝置應(yīng)用效果

2019年7月21日工程輔助隊(duì)在2305系統(tǒng)巷刮板輸送機(jī)安裝一套斷鏈保護(hù)裝置，通過3個月實(shí)際應(yīng)用觀察發(fā)現(xiàn)，刮板輸送機(jī)安裝斷裂保護(hù)裝置后，輸送機(jī)斷裂現(xiàn)象得到有效控制，斷鏈故障率由原來的18%降低至2%，節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)22萬元，保證了巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著安全、經(jīng)濟(jì)效益。