皮帶輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置的研究

王譜棟

（山西焦煤西山煤電（集團(tuán)）公司東曲煤礦， 山西 古交 030200）

引言

皮帶輸送機(jī)作為運(yùn)輸煤炭的主要設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)煤礦的高效安全生產(chǎn)意義重大。企業(yè)在提高煤炭運(yùn)輸效率的同時(shí)，如果未考慮皮帶機(jī)的安全運(yùn)行問(wèn)題，會(huì)給工作人員的人身安全與礦井的財(cái)產(chǎn)安全埋下隱患。因此，皮帶輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)工人與設(shè)備的安全至關(guān)重要。

1 保護(hù)功能

根據(jù)礦井現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要，皮帶輸送機(jī)的綜合保護(hù)裝置已有多種型號(hào)，但總體而言，各種型號(hào)具備的保護(hù)功能都比較相似。目前我國(guó)礦井主要使用KTC101-L2 型綜合保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置具有超溫保護(hù)、速度保護(hù)、皮帶保護(hù)等功能。

1.1 堆煤保護(hù)

如圖1 所示為堆煤保護(hù)原理示意圖，當(dāng)煤位電極探頭與煤炭接觸時(shí)，測(cè)得煤炭電阻值小于1 000 kΩ時(shí)，經(jīng)1～3 s 延遲后，故障保護(hù)功能啟動(dòng)，皮帶輸送機(jī)停止運(yùn)行。此外，也可采用行程煤位探頭，由于與煤炭接觸后存在摩擦力，當(dāng)探頭偏移15°時(shí)，故障保護(hù)功能啟動(dòng)，皮帶輸送機(jī)停止運(yùn)行。這兩種堆煤保護(hù)方式應(yīng)用最為廣泛。

圖1 空氣重介質(zhì)選煤法工作原理示意圖

1.2 速度保護(hù)

速度保護(hù)的主要原理是利用速度傳感器采集滾筒的轉(zhuǎn)速，從而判斷是否需要啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。速度傳感器一般安裝于改向滾筒側(cè)，速度傳感器的安裝位置應(yīng)距離鋁鎳鈷合金3～6 cm，傳感器上電后信號(hào)燈亮數(shù)秒，隨后信號(hào)燈熄滅傳感器開(kāi)始采集滾筒轉(zhuǎn)速。在輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若滾筒轉(zhuǎn)速持續(xù)10 s 低于標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速0.5 倍后，速度保護(hù)動(dòng)作使皮帶輸送機(jī)停止工作，并發(fā)出低速報(bào)警信號(hào)。速度保護(hù)功能在現(xiàn)場(chǎng)使用情況中可靠性較高，可防止輸送帶打滑引發(fā)輸送帶與滾筒摩擦起火[1-4]。

1.3 跑偏保護(hù)

該保護(hù)功能的原理是利用跑偏傳感器的導(dǎo)桿角度來(lái)判斷傳送皮帶是否跑偏。一般設(shè)置導(dǎo)桿角度偏移10°～20°且持續(xù)10 s 以上時(shí)，跑偏保護(hù)動(dòng)作。跑偏傳感器可安裝在輸送機(jī)頭部及皮帶等多個(gè)位置。傳統(tǒng)跑偏傳感器的導(dǎo)桿為塑料材質(zhì)，使用壽命較短，可使用金屬材料制作導(dǎo)桿。

若皮帶發(fā)生跑偏，機(jī)架與皮帶邊緣的摩擦力隨之增大，皮帶的使用壽命也大幅縮短。跑偏幅度較大時(shí)皮帶甚至?xí)煌休伝驒C(jī)架撕裂，因此根據(jù)礦井現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)情況，在機(jī)架上每隔10 個(gè)夾裝一組托輥裝置，從而防止皮帶跑偏。在實(shí)際應(yīng)用中，該裝置的防跑偏效果較好。

1.4 煙霧保護(hù)

煙霧報(bào)警器應(yīng)安裝在機(jī)頭回風(fēng)方向5 m 內(nèi)，煙霧保護(hù)的原理是當(dāng)煙霧濃度超過(guò)限定值時(shí)，煙霧傳感器發(fā)送報(bào)警信號(hào)至主機(jī)，隨后啟動(dòng)煙霧保護(hù)，輸送機(jī)停止運(yùn)行。但在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，大部分礦井采用爆破采煤工藝，因此，炮煙會(huì)使煙霧傳感器頻繁報(bào)警，影響了生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行。因此，可將溫度保護(hù)與煙霧保護(hù)結(jié)合，當(dāng)兩者都發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，方可啟動(dòng)煙霧保護(hù)系統(tǒng)。

1.5 超溫保護(hù)

當(dāng)溫度傳感器測(cè)得環(huán)境溫度高于70 ℃以上時(shí)，超溫保護(hù)功能動(dòng)作，并自動(dòng)灑水進(jìn)行降溫。溫度傳感器可安裝在軸承等部件附近，維持皮帶輸送機(jī)的安全運(yùn)行。

1.6 撕裂保護(hù)

目前大部分托輥的表面與端面為接近90°的直角形狀，當(dāng)輸送帶上物料較重時(shí)，托輥邊緣極易插入皮帶，導(dǎo)致皮帶撕裂。因此，可采用圓弧形的托輥，避免損壞輸送帶。同時(shí)，在輸送機(jī)頭部的輸送帶底部安裝撕裂保護(hù)裝置，當(dāng)檢測(cè)到物料灑漏時(shí)，可認(rèn)為皮帶撕裂，撕裂保護(hù)裝置啟動(dòng)，輸送機(jī)立即停止運(yùn)行。為避免因皮帶跑偏漏煤導(dǎo)致誤停機(jī)，可將撕裂保護(hù)與跑偏保護(hù)結(jié)合，判斷輸送帶是否撕裂。

2 保護(hù)裝置使用問(wèn)題

1）工作人員操作不規(guī)范。綜合保護(hù)裝置的普遍應(yīng)用時(shí)間較短，一部分工作人員還不具備較強(qiáng)的安全操作意識(shí)。首先是輸送機(jī)的工作時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，但工作人員經(jīng)常讓輸送機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，這樣會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度較高，達(dá)到限定值時(shí)即會(huì)觸發(fā)超溫保護(hù)，此時(shí)工作人員因?qū)ΡＷo(hù)裝置不了解，會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)誤操作，也有企業(yè)為追求生產(chǎn)效率，強(qiáng)行重啟保護(hù)裝置，最終會(huì)導(dǎo)致綜合保護(hù)裝置靈敏度降低，無(wú)法起到保護(hù)輸送機(jī)的作用。

2）保護(hù)裝置質(zhì)量差。綜合保護(hù)裝置的成本一般較高，很多企業(yè)為降低成本，選擇質(zhì)量較差、價(jià)格較低的綜合保護(hù)裝置，這些保護(hù)裝置使用壽命較短，且保護(hù)功能經(jīng)常失靈，保護(hù)功能形同虛設(shè)。

3）惡劣環(huán)境導(dǎo)致事故頻發(fā)。對(duì)于煤炭?jī)?chǔ)量較少的礦井而言，其開(kāi)采難度較大，因此采用較小功率的電動(dòng)機(jī)即可維持輸送機(jī)的正常運(yùn)行。但將這種皮帶輸送機(jī)應(yīng)用于較大的礦井時(shí)，輸送機(jī)長(zhǎng)期處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，長(zhǎng)期使用后極易發(fā)生磨損、發(fā)熱等問(wèn)題，事故發(fā)生概率大幅增高。

3 改進(jìn)建議

1）保證設(shè)備質(zhì)量。首先應(yīng)當(dāng)建立有效的采購(gòu)制度，形成對(duì)采購(gòu)人員的有效監(jiān)督制度，防止購(gòu)買的皮帶輸送機(jī)與保護(hù)裝置出現(xiàn)以次充好的現(xiàn)象。在采購(gòu)前，應(yīng)當(dāng)成立采購(gòu)小組，對(duì)其他礦井投入使用的設(shè)備進(jìn)行調(diào)研了解，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況選擇合適的皮帶輸送機(jī)與綜合保護(hù)裝置。

2）培訓(xùn)工作人員。綜合保護(hù)裝置的使用效果最終還是取決于工作人員的操作方式，因此需對(duì)工作人員進(jìn)行安全意識(shí)和操作規(guī)范的培訓(xùn)，并進(jìn)行綜合保護(hù)裝置原理與操作教學(xué)。同時(shí)，工作人員應(yīng)具備一定的維修技能與排查潛在故障隱患的能力，這樣可提高設(shè)備的生產(chǎn)效率并降低安全事故發(fā)生的概率。

3）建立監(jiān)管與考核制度。設(shè)立專業(yè)監(jiān)管人員，定期對(duì)綜合保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)維修。同時(shí)設(shè)立考核制度，對(duì)操作規(guī)范、表現(xiàn)較好的員工給予物質(zhì)與精神獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)經(jīng)常誤操作、工作態(tài)度不端正的員工實(shí)施處罰，從而調(diào)動(dòng)工作人員的積極性，最終杜絕安全事故的發(fā)生[5-8]。

4 結(jié)語(yǔ)

作為礦井中運(yùn)輸煤炭的重要設(shè)備，皮帶輸送機(jī)的穩(wěn)定安全運(yùn)行具有重要意義。目前皮帶輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置已具備多種保護(hù)功能，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在較多問(wèn)題，本文針對(duì)這些問(wèn)題提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議，以期降低安全事故發(fā)生的概率。同時(shí)應(yīng)當(dāng)致力于改進(jìn)皮帶機(jī)的綜合保護(hù)裝置，進(jìn)一步提高礦井的生產(chǎn)效率和安全性。