帶式輸送機(jī)皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

李向軍

（山煤集團(tuán)蒲縣萬(wàn)家莊煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041202）

由于工作環(huán)境差，負(fù)載變化大，礦用帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一系列故障。從萬(wàn)家莊煤業(yè)公司井下工作面DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況來(lái)看，對(duì)帶式輸送機(jī)的皮帶防壓死、拉斷等故障的保護(hù)效果不夠完善，必須研制防壓死拉斷保障裝置，提高其綜合保護(hù)性能。

1 帶式輸送機(jī)皮帶壓死拉斷故障分析

1.1 皮帶壓死拉斷故障分析

山煤集團(tuán)蒲縣萬(wàn)家莊煤業(yè)公司井下20101工作面、20102 工作面等都安裝了DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)。在20101 工作面運(yùn)輸順槽，帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度為1420 m，運(yùn)行落差47 m，坡度為2～10°，平均6°。從2013 年投入運(yùn)行以來(lái)，帶式輸送機(jī)整體運(yùn)行穩(wěn)定，但是也出現(xiàn)多次皮帶壓死打滑等現(xiàn)象，造成帶式輸送機(jī)的停運(yùn)。對(duì)于出現(xiàn)的問題，煤礦技術(shù)部實(shí)施了技術(shù)改造措施，在皮帶滾筒主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上分別增裝防滑膠，可以有效增大傳動(dòng)滾筒與皮帶的摩擦系數(shù)，提高摩擦力，可以在一定情況下降低皮帶打滑問題的出現(xiàn)。但當(dāng)大量煤料和煤矸石落到皮帶上后，會(huì)出現(xiàn)皮帶的壓死現(xiàn)象，從而就會(huì)在較短的時(shí)間使皮帶撕斷，造成帶式輸送機(jī)電機(jī)燒壞等問題。

1.2 現(xiàn)有保護(hù)控制回路分析

對(duì)DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)啟動(dòng)裝置分析。該帶式輸送機(jī)采用軟起動(dòng)器進(jìn)行控制，當(dāng)皮帶電機(jī)停止運(yùn)行后會(huì)顯示皮帶停轉(zhuǎn)，皮帶出現(xiàn)壓死打滑故障時(shí)，若此時(shí)電流沒有達(dá)到設(shè)定的跳閘定值，帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置不啟動(dòng)，電機(jī)保持正常運(yùn)行。此時(shí)從表面上看，帶式輸送機(jī)運(yùn)行正常，無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行掌握和排除，造成皮帶撕裂或電機(jī)燒壞，帶式輸送機(jī)必須停機(jī)進(jìn)行檢修，造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)停止，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

2 皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

2.1 裝置設(shè)計(jì)思路

為能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)出現(xiàn)皮帶壓死、打滑、撕裂等問題，設(shè)計(jì)研制了皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置。該防壓死拉斷保護(hù)與帶式輸送機(jī)主動(dòng)輪同步工作，工作時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)到皮帶出現(xiàn)故障，會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)停止皮帶滾筒電機(jī)工作。在設(shè)計(jì)時(shí)該保護(hù)裝置設(shè)置有自檢功能，對(duì)裝置的運(yùn)行異常情況可以進(jìn)行自檢，實(shí)現(xiàn)閉鎖并報(bào)警，防止誤跳閘。

2.2 設(shè)計(jì)方案

當(dāng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)到皮帶主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)與從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)不同步信號(hào)后，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并聯(lián)鎖停掉帶式輸送機(jī)。皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖如圖1 所示，從圖中可知，S1～S4 為光電傳感器，KAl ～KA3 為小型繼電器，KTl～KT3 為時(shí)間繼電器，B'T 為閃光蜂鳴器，RN 為指示燈，SAl 為旋轉(zhuǎn)開關(guān)，SB1 為按鈕。

圖1 皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖

皮帶防壓死拉斷裝置的工作原理及實(shí)施方案如下：

（1）研制從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，安裝位置設(shè)置在從動(dòng)輪側(cè)邊，便于檢修。從皮帶主動(dòng)輪啟?？刂苹芈芬腚娫吹皆搹膭?dòng)輪旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)輪起動(dòng)作業(yè)與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置同步作業(yè)，當(dāng)皮帶主動(dòng)輪停止工作后，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置因同步斷電退出運(yùn)行。

（2）在皮帶從動(dòng)輪兩側(cè)方便位置安裝兩套并列運(yùn)行的檢測(cè)元件，互相聯(lián)鎖。檢測(cè)裝置都配有兩個(gè)傳感探頭，起到相互備用的效果，有效地保障了檢測(cè)裝置的正常運(yùn)行，避免誤跳閘情況的發(fā)生。該設(shè)計(jì)有效提高檢測(cè)裝置的可靠性。

（3）由于原DSJ100/45-100/2×160 帶式輸送機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)采用軟起動(dòng)器，檢測(cè)到皮帶異常信號(hào)后，裝置發(fā)出的跳閘信號(hào)接入軟起動(dòng)器的跳閘回路就能使得軟起動(dòng)器停止帶式輸送機(jī)的運(yùn)行。該裝置設(shè)計(jì)的聯(lián)鎖跳閘電氣原理如圖2 所示，圖中的131 與135 串入帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)器的跳閘回路當(dāng)中。

圖2 聯(lián)鎖跳閘電氣原理圖

（4）在圖2 聯(lián)鎖跳閘回路中安裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1，接入“檢修/自動(dòng)”切換功能，就可以有效地實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)不用停機(jī)檢修的功能，有效保障帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

該防壓死拉斷保護(hù)裝置整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能可靠。該保護(hù)裝置具有開放性，可對(duì)電氣系統(tǒng)的PLC 部件根據(jù)不同要求進(jìn)行合理改造，可以有效保障煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3 保護(hù)裝置的安裝調(diào)試和效果分析

3.1 安裝調(diào)試分析

防壓死拉斷保護(hù)裝置完成研制后， 在DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)上進(jìn)行了安裝調(diào)試，過程分析如下。

（1）前期防壓死拉斷保護(hù)裝置的報(bào)警裝置只是安裝于運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)，沒有接入到DCS 系統(tǒng)當(dāng)中。當(dāng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，需要崗位人員及巡檢人員人工發(fā)現(xiàn)，存在人員疏忽的安全隱患，無(wú)法及時(shí)處理異常情況。后期將報(bào)警裝置無(wú)源信號(hào)引至DCS系統(tǒng)中，在地面監(jiān)控中心就可以掌握?qǐng)?bào)警裝置的情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

（2）防壓死拉斷保護(hù)裝置安裝調(diào)試完成后，在三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行一直穩(wěn)定，帶式輸送機(jī)出現(xiàn)壓死、拉斷等故障后，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并聯(lián)鎖跳閘，實(shí)現(xiàn)了裝置設(shè)計(jì)目的。但在對(duì)裝置進(jìn)行模擬檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在皮帶壓死狀態(tài)下保護(hù)裝置無(wú)動(dòng)作的現(xiàn)象。對(duì)裝置電路及各元器件的排查發(fā)現(xiàn)，裝置的S2 傳感器出現(xiàn)了短路，設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致保護(hù)裝置無(wú)動(dòng)作。此時(shí)對(duì)裝置的電路中增加一個(gè)KA3 繼電器，可以有效保障保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行。

3.2 效果分析

防壓死拉斷保護(hù)裝置完全研制完成后，在萬(wàn)家莊煤業(yè)公司20101 工作面運(yùn)輸順槽DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)上進(jìn)行了應(yīng)用。從2019 年1 月至2019 年10 月期間，帶式輸送機(jī)及防壓死拉斷保護(hù)裝置運(yùn)行穩(wěn)定，防壓死拉斷保護(hù)裝置可以準(zhǔn)確有效地檢測(cè)到皮帶的異常信號(hào)，并通過報(bào)警裝置傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，按設(shè)定程序?qū)捷斔蜋C(jī)進(jìn)行處理。該期間內(nèi)皮帶無(wú)壓死、拉斷等故障發(fā)生，帶式輸送機(jī)整體故障率也大大降低了，應(yīng)用效果理想。

4 結(jié)語(yǔ)

萬(wàn)家莊煤業(yè)公司DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機(jī)安裝了皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置，按要求完成安裝調(diào)試后，在工業(yè)性試驗(yàn)中的應(yīng)用效果理想。該皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，同時(shí)提高了煤礦帶式輸送機(jī)的自動(dòng)化水平，有效降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟(jì)效益。