帶式輸送機(jī)斷帶事故的預(yù)防與保護(hù)

高永峰

（中國(guó)神華準(zhǔn)能公司哈爾烏素選煤廠原煤車(chē)間，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于煤炭生產(chǎn)行業(yè)，承擔(dān)著一個(gè)或多個(gè)采區(qū)的煤炭運(yùn)輸任務(wù)。因此，設(shè)備長(zhǎng)期處于高負(fù)荷連續(xù)工作狀態(tài)。另外，煤炭生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，易產(chǎn)生矸石墜落或卡阻膠帶，致使斷帶事故的發(fā)生。因此，研究帶式輸送機(jī)斷帶事故的預(yù)防與保護(hù)具有重要意義。

一、帶式輸送機(jī)概述

（一）工作原理

帶式輸送機(jī)主要由滾筒、機(jī)架、膠帶、保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置（電機(jī)、減速機(jī)、耦合器等）組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒(傳動(dòng)滾筒)；另一個(gè)僅在于改變輸送帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。

（二）特點(diǎn)

選煤系統(tǒng)類的帶式輸送機(jī)主要特點(diǎn)是輸送帶長(zhǎng)、載物量大、轉(zhuǎn)速快。井工礦類的帶式輸送機(jī)除有上述特點(diǎn)外它的機(jī)身可方便伸縮，設(shè)有儲(chǔ)帶倉(cāng)，機(jī)尾可隨采煤工作面推進(jìn)伸長(zhǎng)或縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，可不設(shè)基礎(chǔ)，直接在巷道底板上鋪設(shè)，機(jī)架輕巧，拆裝方便。當(dāng)輸送能力和運(yùn)距較大時(shí)，可配中間驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)滿足要求。根據(jù)輸送工藝要求，可單機(jī)輸送，也可多機(jī)組合成水平或傾斜的運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)輸送物料。

二、帶式輸送機(jī)斷帶的危害

帶式輸送機(jī)發(fā)生斷帶現(xiàn)象在一定程度上損壞了帶式輸送機(jī)的其他部件。例如托輥支架,和膠帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分，一旦托輥支架發(fā)生損壞會(huì)造成托輥由于無(wú)法得到穩(wěn)定的固定,使托輥脫離托輥支架,托輥的墜落一方面可能對(duì)帶式輸送機(jī)附近的工作人員生命安全造成威脅,另一方面可能會(huì)對(duì)帶式輸送機(jī)附近的其他設(shè)備造成一定程度的損壞。由此看出,帶式輸送機(jī)斷帶不僅會(huì)因損壞帶式輸送機(jī)的其他部件而造成經(jīng)濟(jì)損失,也可能因損壞帶式輸送機(jī)周?chē)钠渌考斐山?jīng)濟(jì)損失,另外,帶式輸送機(jī)一旦發(fā)生斷帶修復(fù)會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間,在此期間,帶式輸送機(jī)無(wú)法正常工作,造成的經(jīng)濟(jì)損失不言而喻，若情況較嚴(yán)重甚至?xí)斐缮鼡p失。

三、帶式輸送機(jī)常見(jiàn)事故及原因

（一）輸送帶跑偏

1.托輥組及機(jī)架安裝不正或損壞。托輥安裝不正或托輥組支架、機(jī)架損壞，軸承損壞、缺油籌，造成局部托輥?zhàn)枇υ龃?，致使輸送帶局部跑偏?.滾筒軸線與皮帶機(jī)中心線誤差。驅(qū)動(dòng)滾筒、張緊滾簡(jiǎn)、改向滾筒、尾部滾筒的軸線與連續(xù)皮帶機(jī)中心線不垂直，造成輸送帶在各滾筒受力不均勻，影響輸送帶的運(yùn)行，導(dǎo)致跑偏。3.滾筒外表面加工誤差。滾筒外表面加工誤差會(huì)造成滾筒直徑大小不一，輸送帶會(huì)向直徑較大的一側(cè)跑偏。4.輸送帶本身問(wèn)題。如輸送帶本身制造質(zhì)量差，材質(zhì)不均勻或在使用中產(chǎn)生老化變形、邊緣磨損，或輸送帶損壞后重新制作的接頭中心不正，這些都會(huì)使輸送帶兩側(cè)邊所受拉力不一致而導(dǎo)致跑偏。5.輸送帶的張緊力不夠。輸送帶無(wú)載時(shí)或少量載荷時(shí)不跑偏，當(dāng)載荷稍大時(shí)會(huì)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。張緊裝置是保證輸送帶始終保持足夠張緊力的有效裝置，張緊力不夠，輸送帶的穩(wěn)定性就差，受外力干擾影響就越大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。6.轉(zhuǎn)載載點(diǎn)不正。若轉(zhuǎn)載機(jī)或上部輸送帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)載落下的物料煤落不在輸送帶的中部，就會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)距離的跑偏。

（二）皮帶撕裂及其誘因

1.輸送帶跑偏撕裂。在輸送帶運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)輸送帶會(huì)受到?jīng)_擊或局部礦石堆積不均勻，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)單側(cè)跑偏，此時(shí)輸送帶會(huì)出現(xiàn)褶皺堆積或輸送帶折疊現(xiàn)象。若長(zhǎng)時(shí)間處于跑偏情況，輸送帶會(huì)在硬物或尖銳物件刮傷下出現(xiàn)撕裂，從輸送帶跑偏到其被撕裂往往需一個(gè)較長(zhǎng)過(guò)程，往往都能在跑偏出現(xiàn)伊始就發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。2.抽芯撕裂。通常，這種類型的撕裂主要發(fā)現(xiàn)在鋼繩芯皮帶，比如在輸送帶帶載啟動(dòng)或設(shè)備急停時(shí)，輸送帶中的鋼絲繩會(huì)在瞬時(shí)沖擊作用下斷裂，在長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)疲勞工作后，斷裂面逐步擴(kuò)大，斷裂的鋼絲繩頭會(huì)從皮帶接頭處、粘口處或磨損較嚴(yán)重處露出蓋膠外；鋼絲繩卷入其他運(yùn)輸裝置，就會(huì)在扯動(dòng)中造成輸送帶撕裂。3.礦石堆壓堵塞導(dǎo)致的撕裂。皮帶輸送機(jī)械末端往往會(huì)有一個(gè)溜槽，以便于輸送帶回轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)V石輸送量過(guò)大時(shí)，會(huì)從溜槽口溢出，堵塞托輥和皮帶間的空隙，另外，礦石輸送量過(guò)大，皮帶與托輥間的摩擦力增大，也會(huì)導(dǎo)致撕裂現(xiàn)象。

（三）輸送帶打滑及原因

輸送帶打滑原因很多，主要有以下方面：1.由于裝載貨物過(guò)多、輸送帶跑偏嚴(yán)重、運(yùn)輸巷道變形、托輥不轉(zhuǎn)(損壞或雜物纏繞)、煤泥埋壓等原因，使輸送帶阻力過(guò)大，甚至有可能比正常增加幾倍，最終造成輸送帶打滑。2.帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于張緊裝置失靈或輸送帶因變形而伸長(zhǎng)，造成輸送帶張緊力減小，從而導(dǎo)致輸送帶打滑。3.當(dāng)輸送帶滾筒接觸面浸泥水、煤泥及滾筒表面鑄膠損壞變成光面，輸送帶與滾筒間摩擦系數(shù)減小使輸送帶打滑。

四、帶式輸送機(jī)的保護(hù)裝置

（一）防跑偏開(kāi)關(guān)

防跑偏開(kāi)關(guān)是用于檢測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中輸送帶跑偏程度并進(jìn)行報(bào)警的一種保護(hù)裝置，有時(shí)也用于在輸送帶嚴(yán)重跑偏時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。目前廣泛應(yīng)用的跑偏開(kāi)關(guān)一般為行程開(kāi)關(guān)式防跑偏開(kāi)關(guān)。防跑偏開(kāi)關(guān)按一定間隔(約50m)固定安裝于帶式輸送機(jī)兩側(cè)支架上，跑偏開(kāi)關(guān)的滾輪部分在受到偏離中心運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶邊沿?cái)D壓后產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)滾輪偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)觸發(fā)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作。通常一條帶式輸送機(jī)所有的跑偏開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)串聯(lián)后接入帶式輸送機(jī)的分合閘控制回路或報(bào)警指示裝置中；對(duì)于很長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)，有時(shí)采用將沿線跑偏開(kāi)關(guān)分段分組接入的方式。

目前廣泛應(yīng)用的防跑偏開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)為：1.能遠(yuǎn)程獨(dú)立顯示各個(gè)跑偏開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)，也有接點(diǎn)動(dòng)作自鎖保持功能。當(dāng)有跑偏開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，集控室操作畫(huà)面可以準(zhǔn)確顯示是第幾段的跑偏開(kāi)關(guān)動(dòng)作，然后疾控人員通知巡檢人員到現(xiàn)場(chǎng)查看膠帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。2.現(xiàn)在廠礦一般都用的是機(jī)械式滾輪結(jié)構(gòu)的跑偏開(kāi)關(guān)。此開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)是難以長(zhǎng)期經(jīng)受輸送帶的沖擊，需經(jīng)常檢修和更換跑偏開(kāi)關(guān)。但它使用過(guò)程中靈敏度高、動(dòng)作反應(yīng)快、安裝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)核算也低，所以一般都用機(jī)械式滾輪結(jié)構(gòu)的跑偏開(kāi)關(guān)。

（二）防打滑開(kāi)關(guān)

防打滑開(kāi)關(guān)是用來(lái)檢測(cè)輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的滑動(dòng)并進(jìn)行報(bào)警的一種保護(hù)裝置，可用于在輸送帶發(fā)生打滑時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。打滑是一種較嚴(yán)重的故障現(xiàn)象，原因可能是超載、輸送帶受卡阻、斷帶、滾筒卡死、驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速異常等，如不及時(shí)停機(jī)可能引起設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、火災(zāi)及人身傷害等嚴(yán)重事故。

打滑開(kāi)關(guān)的種類較多，工作原理和檢測(cè)方法也各有不同。比如按檢測(cè)方法劃分，有直接檢測(cè)輸送帶速度并與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)速度比較的觸輪式打滑開(kāi)關(guān)，有檢測(cè)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速并與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速比較的打滑開(kāi)關(guān)，有同時(shí)分別檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)速和輸送帶速度并進(jìn)行比較的對(duì)比式打滑開(kāi)關(guān)；按內(nèi)部工作原理分，有磁阻式、磁電式、光敏式等。部分打滑開(kāi)關(guān)裝置還能實(shí)時(shí)提供輸送帶線速度或滾筒轉(zhuǎn)速的信號(hào)顯示及輸出。

目前廣泛應(yīng)用的打滑開(kāi)關(guān)安裝使用中經(jīng)常會(huì)碰到的問(wèn)題有：1.打滑開(kāi)關(guān)產(chǎn)品種類較多，應(yīng)用中常出現(xiàn)選擇不當(dāng)?shù)那闆r。有的產(chǎn)品難以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境條件，如粉塵、潮濕、振動(dòng)等。2.很多產(chǎn)品是通過(guò)比較輸送帶實(shí)際速度與額定標(biāo)準(zhǔn)速度的差異來(lái)判斷是否發(fā)生打滑，因而需具備避開(kāi)輸送機(jī)啟動(dòng)和停止過(guò)程的功能，也就無(wú)法判斷輸送機(jī)啟動(dòng)和停止過(guò)程中發(fā)生的打滑。但輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，由于加速度的存在，并要克服較大的靜摩擦力及可能存在卡阻現(xiàn)象，非常容易發(fā)生打滑。

（三）防撕裂開(kāi)關(guān)

防撕裂開(kāi)關(guān)是檢測(cè)輸送帶縱向撕裂并報(bào)警的一種保護(hù)裝置，可用于在輸送帶發(fā)生撕裂時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。大部分撕裂發(fā)生在輸送帶尾部落料斗出口，由于物料中的大塊硬物卡在落料斗出口而刮傷甚至刮穿輸送帶，有些撕裂的發(fā)生常是由于輸送帶支架和托輥?zhàn)冃蔚仍蛟斐?。按不同的檢測(cè)手段和工作原理劃分，有安裝于輸送帶下方的光電式和導(dǎo)電橡膠式撕裂開(kāi)關(guān)；有安裝于輸送帶下方的拉線式開(kāi)關(guān)；有安裝于輸送帶尾部落料斗出口的擋板式撕裂開(kāi)關(guān)；此外，還有振動(dòng)感應(yīng)式撕裂開(kāi)關(guān)等。

目前廣泛應(yīng)用的撕裂開(kāi)關(guān)缺點(diǎn)為：大部分撕裂開(kāi)關(guān)只能在輸送帶撕裂穿透后才能動(dòng)作，致使撕裂開(kāi)關(guān)的保護(hù)作用有限。很多產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性較差，不少用戶干脆放棄安裝撕裂開(kāi)關(guān)，而依靠加強(qiáng)巡檢、盡量減少物料中的大塊雜物等間接手段來(lái)減少撕裂發(fā)生的可能。

（四）雙向拉繩保護(hù)裝置

雙向拉繩保護(hù)裝置是帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)事故時(shí)，拉動(dòng)兩側(cè)拉繩實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)的保護(hù)裝置，其作用是保護(hù)沿線工作人員及設(shè)備的安全。雙向拉繩開(kāi)關(guān)有兩種型號(hào)，即自動(dòng)復(fù)位型和人工手動(dòng)復(fù)位型，從安全考慮采用人工手動(dòng)復(fù)位為好。在設(shè)備檢修、帶式輸送機(jī)沿線維護(hù)等情況下，為防止出現(xiàn)意外，工作人員會(huì)經(jīng)常觸發(fā)拉繩開(kāi)關(guān)以保證安全，當(dāng)故障排除后，工作人員確定可恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)可手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)，這時(shí)運(yùn)輸系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。

雙向拉繩開(kāi)關(guān)采用移動(dòng)式凸輪結(jié)構(gòu)，密閉在金屬殼內(nèi)，在戶外使用時(shí)可防雨。開(kāi)關(guān)兩側(cè)均可安裝拉繩，當(dāng)帶式輸送機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，拉動(dòng)拉繩開(kāi)關(guān)的任何一側(cè)或兩側(cè)均可移動(dòng)凸輪使開(kāi)關(guān)動(dòng)作轉(zhuǎn)換，同時(shí)發(fā)出停機(jī)和報(bào)警信號(hào)。

雙向拉繩開(kāi)關(guān)一般安裝在帶式輸送機(jī)中間架或支腿上，其位置低于輸送帶帶面(其位置高度便于現(xiàn)場(chǎng)人員使用)，沿線布置在人行通道一側(cè)，當(dāng)帶式輸送機(jī)兩側(cè)設(shè)有人行通道時(shí)，應(yīng)在帶式輸送機(jī)兩側(cè)沿線同時(shí)設(shè)拉繩保護(hù)裝置，一般每隔30～50m 設(shè)一個(gè)，拉繩兩側(cè)的繩索要平行于輸送帶設(shè)置，且要最大限度地減少垂撓度，以保證開(kāi)關(guān)的正常工作。

五、帶式輸送機(jī)事故預(yù)防

（一）打滑事故預(yù)防

保證帶式輸送機(jī)膠帶張緊力，定期檢查和維護(hù)設(shè)備部件，同時(shí)加裝相應(yīng)的防打滑裝置。首先，將運(yùn)輸機(jī)張緊裝置的張緊程度、垂直度控制在合理范圍內(nèi)，在滿足膠帶與輥筒摩擦力要求前提下，避免過(guò)度張緊引起膠帶疲勞損耗；其次，定期檢查設(shè)備輥筒、托輥軸承等支撐配件，及時(shí)更換嚴(yán)重磨損的輥筒外包裹的膠套，及時(shí)清理輥筒、膠帶等處煤泥、油污等污垢，避免膠帶積存較多的積水、機(jī)油等液體物質(zhì)；最后，增設(shè)防打滑系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，在打滑現(xiàn)象出現(xiàn)后緊急停機(jī)。

（二）跑偏事故預(yù)防

首先，在設(shè)備選型階段，選擇制造精度滿足使用要求的帶式輸送機(jī)，避免輥筒剛性、強(qiáng)度不足導(dǎo)致設(shè)備損壞、兩側(cè)受力不均，各輥筒、驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)保證軸向同心，膠帶具有足夠強(qiáng)度、均勻性；其次，保證安裝誤差在允許范圍內(nèi)，各輥筒水平放置，相互對(duì)稱平行；最后，加強(qiáng)設(shè)備污垢清理，避免輥筒與膠帶間污垢過(guò)多造成膠帶兩側(cè)存在高度差。

（三）撕裂事故預(yù)防

1.從物料源頭上加強(qiáng)控制，清理大塊物料，增加除雜設(shè)備，降低異物和大塊物料對(duì)輸送帶存在的威脅；2.改善輸送機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)降低落料點(diǎn)落差，增加緩沖擋板，細(xì)物料先于大塊物料落下等，減少?zèng)_擊，降低物料速度，減少雜質(zhì)插入輸送帶的可能性；3.增設(shè)撕裂檢測(cè)裝置，當(dāng)輸送帶發(fā)生撕裂后，在最短的時(shí)間盡快檢測(cè)出來(lái)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并停機(jī)，盡量降低撕裂長(zhǎng)度，減少損失。但因皮帶撕裂是多種因素造成的，還不能完全避免輸送帶撕裂。目前應(yīng)用的輸送帶防撕裂裝置和檢測(cè)裝置主要是撕裂的檢測(cè)裝置，一般設(shè)在落料點(diǎn)，由傳感器和控制器組成。4.采用抗撕裂輸送帶?？顾毫演斔蛶б凿摻z繩為縱向骨架材料，在帶體中加入橫向增強(qiáng)體作為防撕裂層，該層的結(jié)構(gòu)分為兩種：一種是采用掛膠網(wǎng)布；另一種是采用橫向繩。覆蓋層采用高強(qiáng)力、高彈性、耐磨性好的膠料。