梁云峰

(中國中煤能源股份有限公司鄂爾多斯分公司,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017200)

綜合防撕裂保護(hù)措施在煤礦膠帶輸送機(jī)管理中的應(yīng)用

梁云峰

(中國中煤能源股份有限公司鄂爾多斯分公司,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017200)

在現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)中,膠帶運(yùn)輸機(jī)作為煤炭主要運(yùn)輸設(shè)備,膠帶撕裂事故已經(jīng)成為制約膠帶輸送機(jī)安全運(yùn)行的最大障礙。本文根據(jù)煤礦實(shí)際情況提出綜合防撕裂保護(hù)措施,可極大提高煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

煤礦膠帶輸送機(jī) 綜合防撕裂保護(hù)措施 應(yīng)用

膠帶輸送機(jī)自1795年發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已被煤礦、電力、冶金、化工、礦山、港口等運(yùn)輸行業(yè)廣泛采用。特別是近年來新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)技術(shù)除了在各大零部件的結(jié)構(gòu)、性能有了很大的改善和提高以外，更主要在起、制動(dòng)動(dòng)態(tài)特性的研究有了重大突破，使帶式輸送機(jī)參數(shù)、性能、控制及經(jīng)濟(jì)性等方面步入了一個(gè)新的高度。特別是在現(xiàn)代化高產(chǎn)高效的礦井，已經(jīng)使用了長距離、大運(yùn)量、高性能膠帶輸送機(jī)。單部膠帶輸送機(jī)長度可達(dá)到8km以上，運(yùn)輸能力可達(dá)4000噸/小時(shí)以上。在現(xiàn)代化礦井生產(chǎn)中，膠帶輸送機(jī)已經(jīng)成為煤礦的主要煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備。

1 膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)性能

1.1 膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

膠帶輸送機(jī)主要由以下部件組成：頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等。具體組成見圖(一)。

1.2 膠帶輸送機(jī)運(yùn)行原理及易出現(xiàn)的問題

輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可沿水平或傾斜線路布置。

輸送帶5繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒7和機(jī)尾換向滾筒1形成一個(gè)無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上，拉緊裝置給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行，物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上，形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流，在卸載點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機(jī)頭滾筒卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。

圖(一)膠帶輸送機(jī)簡圖

輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件，當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時(shí)，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。在煤礦膠帶機(jī)運(yùn)行中，膠帶機(jī)故障影響最大的就是膠帶撕裂事故。根據(jù)某中國最大的煤炭生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)，該集團(tuán)公司17個(gè)生產(chǎn)礦井及洗選裝車系統(tǒng)，在用1.2米以上鋼絲繩膠帶機(jī)348部，總運(yùn)輸長度達(dá)到約357公里。2003年以來該公司所轄礦井范圍內(nèi)共發(fā)生撕帶事故38起(撕帶30起、斷帶8起)停機(jī)時(shí)間達(dá)到950.6小時(shí)，其縱向撕裂帶面7170.6米，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約1172萬元?？梢娔z帶機(jī)撕裂事故已經(jīng)成為制約膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的最大障礙，因此急需研究應(yīng)對措施，防范撕帶事故的發(fā)生。

2 國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的防撕裂保護(hù)原理

2.1 防撕裂保護(hù)類型

目前，帶式輸送機(jī)防撕裂保護(hù)一般有四種類型：壓敏電阻式、拉線開關(guān)式、翻板開關(guān)式、預(yù)埋線圈式。

圖2

2.2 防撕裂保護(hù)原理

(1)預(yù)埋線圈式是在膠帶生產(chǎn)階段或采取硫化的方式將感應(yīng)線圈嵌入到膠帶中，發(fā)送器和接收器分別安裝在膠帶機(jī)兩側(cè)，當(dāng)膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線圈會(huì)依次通過對應(yīng)的發(fā)送器和接收器，信號將通過感應(yīng)線圈從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌?，如果膠帶發(fā)生撕裂，相應(yīng)的線圈會(huì)發(fā)生開路，接收器就接收不到發(fā)送器發(fā)送的電子信號，系統(tǒng)控制單元會(huì)對其進(jìn)行故障確認(rèn)，并立即發(fā)出停車命令，防止事故擴(kuò)大。這種方法由于成本較高，設(shè)備維護(hù)及技術(shù)較復(fù)雜，應(yīng)用較少。

(2)壓敏電阻式防撕裂傳感器由導(dǎo)電板組件和金屬固定安裝支架兩部分組成。膠帶輸送機(jī)正常工作時(shí)，傳感器送給保護(hù)裝置的是高阻，當(dāng)膠帶撕裂并灑煤，灑煤量達(dá)到一定重量使傳感器輸出阻值變小，關(guān)聯(lián)設(shè)備工作，輸出停車信號，膠帶停止，實(shí)現(xiàn)防撕裂保護(hù)功能。

(3)拉線開關(guān)式防撕裂保護(hù)裝置由拉線和拉線開關(guān)組成，一般安裝在受料裝置出料前方處，拉線沿頂帶下方穿過和拉線開關(guān)連接，拉線開關(guān)有兩種，一種是磁開關(guān)，只有1個(gè)位置，膠帶撕裂后異物帶動(dòng)拉線將磁開關(guān)拉脫，保護(hù)動(dòng)作。一種是機(jī)械開關(guān)，有三個(gè)位置，即中間位置、上閉合和下閉合位置。正常情況下拉線拉近到中間位置，當(dāng)出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象時(shí)異物帶動(dòng)拉線到下閉合位置保護(hù)動(dòng)作，拉線斷裂時(shí)上閉合位置導(dǎo)通，保護(hù)同樣動(dòng)作。

(4)翻板開關(guān)式防撕裂保護(hù)由翻板和行程開關(guān)組成，一般安裝在受料裝置出口后方，翻板接觸底帶，當(dāng)出現(xiàn)膠帶撕裂，物料會(huì)從裂口漏下至底帶，通過翻板處時(shí)使翻板動(dòng)作，行程開關(guān)動(dòng)作，關(guān)聯(lián)設(shè)備輸出停車信號，膠帶停止起到保護(hù)作用。

3 膠帶輸送機(jī)防撕裂保護(hù)的應(yīng)用

目前，煤礦膠帶輸送機(jī)防撕裂保護(hù)裝置應(yīng)用較多的主要有壓敏電阻式、拉線式和翻板式。

(1)壓敏電阻式防撕裂保護(hù)裝置的應(yīng)用。該保護(hù)裝置的傳感器安裝在膠帶內(nèi)圈，頂帶的下方，一般位置選擇安裝在受料裝置出口前方或隔一定距離安裝一道。通過拉線開關(guān)接入到膠帶機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)。由于這種保護(hù)安裝簡單，目前使用較多。但這種保護(hù)的缺點(diǎn)是如果撕裂現(xiàn)象不嚴(yán)重不發(fā)生漏煤現(xiàn)象或漏煤處正好沒有安裝該設(shè)施則不能起到防撕裂保護(hù)作用。因此真正起到保護(hù)作用的可靠性不高。

(2)拉線開關(guān)式防撕裂保護(hù)裝置的應(yīng)用。拉線開關(guān)式防撕裂保護(hù)裝置是由進(jìn)口設(shè)備引進(jìn)國內(nèi)的。最早在澳大利亞引進(jìn)的大陸公司膠帶機(jī)上使用，為英國DD公司生產(chǎn)的膠帶機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，該設(shè)備使用的是機(jī)械開關(guān)式，保護(hù)安裝簡單，且隨時(shí)能夠檢測保護(hù)裝置是否可靠。另外天津貝克公司生產(chǎn)的膠帶保護(hù)promos系統(tǒng)中采用了磁開關(guān)的拉線保護(hù)裝置。這種設(shè)施的缺點(diǎn)是如果異物插入膠帶機(jī)且卡在受料裝置下方時(shí)，裝置不能動(dòng)作，起不到防撕裂保護(hù)作用。但類型裝置對于膠帶機(jī)撕邊或者中間撕裂一塊后達(dá)到裝置位置能夠立即動(dòng)作，能夠起到防止事故擴(kuò)大的作用。在實(shí)際使用中有較多案例起到了保護(hù)作用。

(3)翻板開關(guān)式防撕裂保護(hù)裝置的應(yīng)用。天津華寧電子有限公司膠帶機(jī)保護(hù)系統(tǒng)配置了翻板開關(guān)式防撕裂保護(hù)裝置，該裝置安裝簡單，一般安裝在受料裝置后方，當(dāng)出現(xiàn)膠帶撕裂撒煤時(shí)能夠有效實(shí)現(xiàn)保護(hù)停車。這種設(shè)施的缺點(diǎn)是如果撕裂現(xiàn)象不嚴(yán)重不發(fā)生漏煤現(xiàn)象則不能起到防撕裂保護(hù)作用。該裝置較壓敏電阻式適用性和可靠性有所提高。

4 綜合防撕裂保護(hù)措施的提出與應(yīng)用

由于上述各防撕裂保護(hù)裝置均不能十分可靠地起到保護(hù)作用，筆者根據(jù)煤礦實(shí)際的應(yīng)用提出綜合防撕裂保護(hù)措施的概念，并在煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)管理過程中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，起到了較好的效果。

綜合防撕裂保護(hù)措施由制定主運(yùn)輸系統(tǒng)鐵器管理辦法、規(guī)范受料裝置安裝制作標(biāo)準(zhǔn)及安裝綜合防撕裂保護(hù)裝置三大部分組成。

(1)制定煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)鐵器管理辦法并嚴(yán)格落實(shí)，是防范膠帶撕裂的有效手段。通過事故調(diào)查，煤礦約80%以上的撕帶事故是由鐵器或大塊矸石進(jìn)入運(yùn)輸系統(tǒng)導(dǎo)致的。有鐵錨桿、槽鋼、工字鋼、鋼板等進(jìn)入系統(tǒng)，導(dǎo)致在收料裝置處卡堵造成膠帶撕裂事故。因此，通過加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場的鐵器管理，可有效防止膠帶撕裂事故的發(fā)生。辦法中應(yīng)包含防止鐵器進(jìn)入膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)措施以及定期檢查和獎(jiǎng)罰，具體如綜采工作面回風(fēng)順槽和運(yùn)輸順槽兩側(cè)正幫的500米范圍內(nèi)、連采工作面給料破碎機(jī)至工作面范圍內(nèi)不得有鐵件遺留，工作面所有鐵件必須做到集中管理；采掘工作面的設(shè)備或運(yùn)輸系統(tǒng)上易脫落的鋼板，必須進(jìn)行編號管理，并加裝防護(hù)鏈繩，防止鋼板掉落進(jìn)入系統(tǒng)；膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)中要安設(shè)除鐵器，安裝高度必須符合設(shè)計(jì)要求；綜采工作面要控制割煤速度，均衡生產(chǎn)，工作面煤量要均勻，盡可能降低綜采工作面破碎機(jī)破碎滾筒的高度，控制大塊煤和矸石進(jìn)入主運(yùn)輸系統(tǒng)等。通過制度規(guī)范作業(yè)過程中鐵器和大塊煤和矸石的管理，避免鐵器流入運(yùn)輸系統(tǒng)造成撕帶事故。(見圖2)

(2)規(guī)范受料裝置安裝制作標(biāo)準(zhǔn)，可有效避免物料通過受料裝置造成撕帶的風(fēng)險(xiǎn)。膠帶機(jī)導(dǎo)料槽的過煤高度，必須保證1米以上，且溜煤嘴的下口要導(dǎo)料順暢，以提高煤流的通過能力，防止大塊煤或矸石由于導(dǎo)料不順暢卡在導(dǎo)料槽內(nèi)造成撕帶事故。每個(gè)受料點(diǎn)下方要安裝一組緩沖床(安裝長度1.2米)，緩沖條表面與帶面之間的距離不得低于20～30mm，防止由于安裝長度長造成帶面下沉量大而增加對帶面的磨損；緩沖條之間的安裝間隙不得超過10mm，在安裝完畢后應(yīng)將縫隙填實(shí)，防止鐵件或大塊煤和矸石在緩沖條的間隙之間穿透帶面，造成撕帶事故。

(3)安裝拉線式和翻板式綜合防撕裂保護(hù)裝置，可有效提高保護(hù)的可靠性。針對單一防撕裂保護(hù)裝置在實(shí)際使用過程中存在的問題，安裝一道“拉線式”和一道“翻板式”防撕裂保護(hù)裝置配套使用，大大提高了膠帶機(jī)防撕裂保護(hù)的可靠性。

5 結(jié)語

通過對膠帶機(jī)保護(hù)裝置的原理分析及現(xiàn)場使用情況統(tǒng)計(jì)，采取上述三個(gè)方面配合的綜合防撕裂保護(hù)措施，可極大提高煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。建議在煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)推廣應(yīng)用。

梁云峰,男,1972年生,畢業(yè)于陜西煤炭工業(yè)學(xué)校機(jī)電專業(yè),大學(xué)學(xué)歷,工程師,長期從事煤礦機(jī)電現(xiàn)場技術(shù)與管理工作，現(xiàn)工作于中國中煤能源股份有限公司鄂爾多斯分公司。