帶式輸送機斷帶抓捕裝置設(shè)計及應(yīng)用

劉華成

（晉能控股煤業(yè)集團塔山煤礦，山西 大同 037031）

引言

帶式輸送機具有結(jié)構(gòu)簡單、操作維護方便、運輸量大等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。但是帶式輸送機在實際應(yīng)用中受輸送機安裝質(zhì)量、管理維護水平以及各類保護等限制，輸送機經(jīng)常出現(xiàn)跑偏、打滑、磨損等現(xiàn)象，帶式輸送機一旦出現(xiàn)斷帶后，很容易造成物料大面積灑落，大大增加了輸送機故障率以及設(shè)備維修費用，嚴(yán)重制約著帶式輸送機安全穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)帶式輸送機安裝的斷帶抓捕裝置在實際應(yīng)用時存在很多問題，主要表現(xiàn)在斷帶時抓捕不及時，或者當(dāng)帶式輸送機在逆轉(zhuǎn)時，斷帶抓捕裝置出現(xiàn)誤動作，對輸送機斷帶抓捕效果差，本文重點介紹一種延時斷帶抓捕裝置，并對斷帶進行實時監(jiān)控。

1 2301 巷概況

晉能控股煤業(yè)集團塔山煤礦三盤區(qū)2301 巷位于盤區(qū)西翼，巷道設(shè)計長度為1 400 m、寬度為4.5 m、高度為3.5 m，巷道掘進煤層為山西組4 號煤層，平均厚度為3.51 m，傾角為2°，巷道沿4 號煤層頂?shù)装寰蜻M，煤層頂?shù)装鍘r性如表1 所示。

表1 2301 巷掘進的4 號煤層頂?shù)装鍘r性

2 前期掘進期間主要存在的問題

2301 巷采用綜合機械化掘進工藝,采用一臺EBZ260 掘進機掘進，巷道內(nèi)安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機進行出煤，截至2020 年4 月27 日巷道已掘進870 m。由于2301 巷掘進煤層為石炭系4 號煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層內(nèi)含多層夾矸，掘進后原煤中含大量矸石，采用帶式輸送機運輸時，輸送機運輸負荷大、磨損嚴(yán)重，帶式輸送機頻繁出現(xiàn)斷帶事故。根據(jù)礦機電部統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，2301 巷在前期掘進過程中共計發(fā)生9起斷帶事故，經(jīng)濟損失達21.8 萬元。

2301 巷安裝的SSJ-800 型帶式輸送機原采用壓板式撕帶保護裝置，該裝置安裝在輸送帶下方,當(dāng)帶式輸送機出現(xiàn)撕帶后斷裂的輸送帶與壓板式撕帶保護裝置接觸，在重力作用下保護裝置起到保護作用，及時對帶式輸送機電機進行斷電停機。帶式輸送機原撕帶保護裝置雖然在斷帶事故時能夠及時停機，但是傳統(tǒng)撕帶保護裝置停機后，輸送帶斷帶后在重力作用下會出現(xiàn)回帶現(xiàn)象，很容易造成輸送帶卷入滾筒，同時當(dāng)輸送機運輸煤矸時一旦輸送帶斷帶后很容易造成煤矸灑落，增加了人工清理煤矸的勞動強度[1-2]。

3 斷帶抓捕裝置設(shè)計

3.1 斷帶抓捕裝置結(jié)構(gòu)組成

斷帶抓捕裝置主要由機械部分和液壓系統(tǒng)兩部分組成。

3.1.1 機械部分結(jié)構(gòu)

抓捕裝置機械部分主要由抓捕油缸、連桿、楔型定夾板、滑軌、動夾板、摩擦輪等部分組成，如圖1 所示。

圖1 帶式輸送機斷帶抓捕裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1）兩根連桿一端與抓捕油缸連接，另一端與動夾板連接，滑道上下固定安裝一個楔型定夾板，動夾板安裝在軌道上。

2）摩擦輪安裝在上輸送帶下方，并與輸送帶接觸，摩擦輪通過控制系統(tǒng)與雙向觸發(fā)液壓泵連接，摩擦輪隨著輸送帶而運動。

3）抓捕油缸作用后可使兩個夾板張開形成角度，從而使兩個動夾板在軌道上上下移動，上下夾板移動到位后通過楔型定夾板在摩擦制動作用下使上下輸送帶夾住。

3.1.2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

斷帶抓捕裝置液壓系統(tǒng)主要由觸發(fā)機構(gòu)液壓系統(tǒng)和抓捕機構(gòu)液壓系統(tǒng)兩部分組成，裝置通過這兩個系統(tǒng)實時對斷帶進行準(zhǔn)確抓捕。

1）觸發(fā)機構(gòu)液壓系統(tǒng)：觸發(fā)機構(gòu)液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、油缸等部分組成；液壓泵為雙向泵結(jié)構(gòu)，內(nèi)置彈簧，通過該彈簧使內(nèi)部活塞桿在無動作作用下處于收縮狀態(tài)。

2）抓捕機構(gòu)液壓系統(tǒng)由抓捕液壓泵、抓捕油缸、蓄能器、調(diào)速閥、二位四通換向閥、壓力繼電器等部分組成。帶式輸送機未出現(xiàn)斷帶時二位四通換向閥位于右側(cè)，系統(tǒng)供液量小，抓捕結(jié)構(gòu)不動作；當(dāng)帶式輸送機出現(xiàn)斷帶后二位四通換向閥在油缸活塞桿作用下推至左側(cè)，此時可對抓捕油缸內(nèi)提供大量油液，使其進行抓捕動作。

3.2 裝置工作原理

1）當(dāng)帶式輸送機正常運轉(zhuǎn)時抓捕裝置中的上下夾板處于輸送機上下皮帶之間，同時處于閉合狀態(tài)；同時摩擦輪緊貼上輸送帶，隨著輸送帶轉(zhuǎn)動帶動摩擦輪低速正向轉(zhuǎn)動，摩擦輪慢速帶動連接的觸發(fā)液壓泵，此時液壓泵產(chǎn)生的壓力無法有效克制活塞桿彈簧阻力，活塞桿無法伸張移動，觸發(fā)機構(gòu)不動作，從而有效解決了輸送帶打滑時出現(xiàn)誤保護動作。

2）當(dāng)輸送機出現(xiàn)斷帶后輸送帶在重力作用方向下滑動，此時摩擦輪隨之方向快速轉(zhuǎn)動，此時摩擦輪連接的觸發(fā)液壓泵快速轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生高壓，壓力遠大于彈簧阻力，從而使活塞桿移動并推動抓捕機構(gòu)液壓系統(tǒng)中的二位四通換向閥，抓捕油缸動作保護，使兩個連接桿在滑軌上上下移動，上連接桿將上輸送帶挑起，下連接桿將下輸送帶下壓。

3）連接桿在挑起過程中若輸送帶上存在物料時，在重力作用下物料自動下滑，從而達到自動清理輸送帶的目的，保證了輸送帶抓捕過程中的作用力，避免在抓捕過程中因輸送帶存在煤矸粉時導(dǎo)致抓捕摩擦力降低，影響抓捕效果。

4）隨之連接桿繼續(xù)在滑道上移動，當(dāng)連接桿移動到位后，夾板最終與固定在機架上的楔形定夾板接觸，此時輸送帶被擠壓固定在兩個夾板之間，實現(xiàn)斷帶自鎖的功能；斷帶自鎖過程中隨著斷帶下滑力越來越小，自鎖強度越來越大。

4 裝置優(yōu)點及實際應(yīng)用效果

4.1 裝置優(yōu)點

1）該裝置利用摩擦輪監(jiān)測輸送帶運行情況，根據(jù)摩擦輪轉(zhuǎn)動快慢以及轉(zhuǎn)動方向判斷輸送帶是否斷帶，判斷準(zhǔn)確度高，當(dāng)輸送帶斷帶后利用液壓油缸控制夾板移動，實現(xiàn)對輸送帶的抓捕，抓捕動作靈敏可靠，自動化水平高，實際應(yīng)用效果好。

2）傳統(tǒng)撕帶、斷帶保護裝置檢測時，當(dāng)輸送帶斷帶后通過斷帶重力感應(yīng)及時停機，但是很容易出現(xiàn)誤保護動作，如當(dāng)運輸?shù)拿喉返渲裂b置后裝置同樣會作出保護動作；而斷帶抓捕裝置利用液壓系統(tǒng)及時對斷層進行抓捕，抓捕效果好，避免誤保護現(xiàn)象。

3）該裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于操作維護，而且整套裝置制造成本費用低，同時該裝置可適用于不同型號的帶式輸送機，實用性強，應(yīng)用領(lǐng)域廣[3-5]。

4.2 實際應(yīng)用效果分析

2020 年4 月塔山礦機電部對三盤區(qū)2301 巷內(nèi)的帶式輸送機安裝了三套斷帶抓捕裝置。截至8 月12 日巷道已掘進到位，通過4 個月實際應(yīng)用效果來看，巷道在后期掘進過程中共計出現(xiàn)四起斷帶事故，斷帶后抓捕裝置及時對斷帶進行抓捕，避免了輸送帶斷帶后大面積撒料現(xiàn)象，同時在此期間未發(fā)生一起誤動作現(xiàn)象。

5 結(jié)語

塔山煤礦針對2301 巷前期掘進期間帶式輸送機頻繁出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，對原斷帶保護裝置進行優(yōu)化，采用了其他斷帶抓捕裝置，通過實際應(yīng)用效果來看，該裝置自動水平高、斷帶抓捕效果好、操作維護方便，大大提高了斷帶抓捕效果，避免了斷帶誤動作現(xiàn)象，取得了顯著應(yīng)用成效。