李 敏

(大同煤礦集團(tuán)地煤公司)

帶式輸送機(jī)是煤礦井下運(yùn)輸主要的運(yùn)輸工具之一，是井下物料轉(zhuǎn)運(yùn)的樞紐。相比礦車(chē)運(yùn)輸、鏈條刮板輸送機(jī)等運(yùn)輸方式，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量大、輸送距離長(zhǎng)、能耗低、工作面維護(hù)量小，并可實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)。帶式輸送機(jī)適用于煤礦井下多處的物料運(yùn)輸，在采區(qū)平巷、采區(qū)上下山、各主要運(yùn)輸大巷、井口運(yùn)輸走廊等處都可用來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)采掘的原煤。

帶式輸送機(jī)一旦發(fā)生事故，后果通常較為嚴(yán)重。以?xún)A斜煤巷膠帶斷帶為例，斷裂的膠帶及物料在重力作用下下滑，在下滑擺動(dòng)過(guò)程中會(huì)對(duì)沿線(xiàn)的輥筒、托輥、支架、線(xiàn)纜、電器裝置造成不同程度的破壞，輸送設(shè)備短時(shí)間內(nèi)也無(wú)法正常使用，甚至無(wú)法保證沿線(xiàn)作業(yè)人員的生命安全。因此，確保煤礦井下帶式輸送設(shè)備正常、高效、安全工作對(duì)于煤礦生產(chǎn)十分重要。

1 常見(jiàn)事故

煤礦生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)較為主要的事故類(lèi)別有火災(zāi)事故、打滑事故、下滑事故、跑偏事故和膠帶斷裂事故等。

1.1 火災(zāi)事故

帶式輸送機(jī)受設(shè)備自身因素和作業(yè)環(huán)境因素共同作用，容易發(fā)生井下火災(zāi)事故。一是輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程會(huì)產(chǎn)生電線(xiàn)短路、聯(lián)軸器噴油著火、膠帶與輥筒摩擦著火、輥筒與托輥摩擦著火等火源；二是井下作業(yè)環(huán)境空間封閉且狹小，含有的瓦斯和膠帶上的原煤等易燃物質(zhì)在空氣流動(dòng)不順暢時(shí)，也容易造成井下火災(zāi)。輸送機(jī)作業(yè)范圍一旦起火，煙氣污染不易排除，風(fēng)向改變時(shí)甚至將煙氣導(dǎo)入通道，造成二次燃燒，甚至釀成瓦斯、煤塵爆炸事故。

1.2 打滑事故

帶式輸送機(jī)打滑容易造成膠帶斷裂、物料堆積等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因摩擦導(dǎo)致火災(zāi)。引起打滑事故出現(xiàn)的原因可分為3類(lèi)：①膠帶張緊失效，可能是膠帶過(guò)長(zhǎng)或過(guò)松、張緊裝置失效、膠帶彈性變形大等導(dǎo)致；②負(fù)載問(wèn)題，轉(zhuǎn)運(yùn)超出設(shè)備負(fù)荷或重載開(kāi)啟設(shè)備，滾筒與膠帶摩擦力過(guò)小，托輥、滾筒、輥筒托架、滾筒軸承等部件存在故障；③膠帶卡阻，主要是載荷突然增大，如大塊煤、巖石及其他大型料塊濡染進(jìn)入輸煤皮帶，導(dǎo)致輸送機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 下滑事故

物料下滑事故主要發(fā)生在傾斜巷道。當(dāng)巷道自身傾角過(guò)大、超出膠帶摩擦力的極限平衡角度時(shí)，物料下滑，制動(dòng)裝置也無(wú)法正常工作。

1.4 跑偏事故

膠帶跑偏導(dǎo)致其上的物料傾灑，導(dǎo)致膠帶扯邊、設(shè)備停機(jī)等問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間跑偏也會(huì)縮減膠帶及運(yùn)輸機(jī)使用壽命。主要原因：①設(shè)備質(zhì)量不合格，如輥筒偏心率過(guò)大，外圓圓柱度和主、從動(dòng)滾軸軸心線(xiàn)平行度誤差較大，支撐支架、托輥等自身剛性不夠，膠帶材質(zhì)不合格，厚度、邊緣長(zhǎng)度不均勻，接口質(zhì)量存在問(wèn)題等；②設(shè)備安裝問(wèn)題，如設(shè)備安裝過(guò)程中驅(qū)動(dòng)輥筒、托輥、擋煤板、膠帶、導(dǎo)料槽等部件安裝角度偏離要求的平行軸、垂直線(xiàn)；③設(shè)備維護(hù)問(wèn)題，如設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中物料粘附在輥筒與膠帶間，導(dǎo)致受力不均勻，清掃設(shè)備工作效率低及其他日常維護(hù)不到位等。

1.5 輸送帶斷裂事故

膠帶斷帶、撕裂事故通常由膠帶磨損及其硫化接口磨損、翹曲等疲勞斷裂導(dǎo)致，輸送設(shè)備刮板、擋煤板、清掃裝置下沉、松動(dòng)，尖銳部分與膠帶直接接觸，輸煤皮帶輸送的煤、巖石、鐵件等卡在刮板等部位，也會(huì)造成皮帶嚴(yán)重?fù)p傷。設(shè)備負(fù)載過(guò)大時(shí)，張緊裝置超出強(qiáng)度極限，膠帶自身強(qiáng)度、接口施工質(zhì)量等不合格也會(huì)造成輸送帶斷裂事故。

2 事故預(yù)防

2.1 火災(zāi)事故預(yù)防

為避免帶式輸送機(jī)火災(zāi)事故，應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)預(yù)警，使用阻燃材料，加強(qiáng)設(shè)備日常管理等。一是通過(guò)煙霧報(bào)警器、溫升報(bào)警器、輥筒打滑監(jiān)控及分布式光纖溫度傳感監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控可能引發(fā)火災(zāi)的隱患；二是運(yùn)輸機(jī)中易燃部分改用阻燃材料，電氣裝置滿(mǎn)足礦用電氣裝置的防火、防爆標(biāo)準(zhǔn)，電線(xiàn)電纜及膠帶選用阻燃性高的材質(zhì)；三是加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)，改善運(yùn)輸機(jī)作業(yè)環(huán)境，確保通風(fēng)良好，避免易燃物料堆積，專(zhuān)職維護(hù)和操作的人員應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，健全、完善輸送機(jī)管理巡查制度。

2.2 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。一是將運(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(mǎn)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；二是定期檢查設(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)；三是增設(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)。

2.3 下滑事故預(yù)防

控制運(yùn)輸機(jī)極限平衡角，選用摩擦系數(shù)較大的膠帶，在設(shè)備減速器前段安裝制動(dòng)器、主動(dòng)輥筒處設(shè)置滾柱逆止器等制動(dòng)裝置，以在打滑事故發(fā)生時(shí)及時(shí)制動(dòng)。

2.4 跑偏事故預(yù)防

從設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備安裝和設(shè)備維護(hù)3個(gè)方面綜合預(yù)防帶式輸送機(jī)跑偏事故。一是在設(shè)備選型階段，選擇制造精度滿(mǎn)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；二是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(chēng)平行；三是加強(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。

2.5 斷裂事故預(yù)防

斷裂事故預(yù)防重點(diǎn)是設(shè)備日常檢查和維護(hù)，及時(shí)更換損傷、松動(dòng)部件，調(diào)整膠帶偏斜。膠帶磨損或接口處出現(xiàn)翹曲、鼓泡、嚴(yán)重磨損時(shí)，及時(shí)切除及更換。漏斗、擋煤板、分料器、設(shè)備托輥、支架等松動(dòng)、下墜時(shí)及時(shí)更換配件。膠帶下煤口安裝煤篦分流大塊狀原煤，膠帶上方安裝除鐵器、木塊分離等裝置以去除鐵質(zhì)雜質(zhì)、木質(zhì)雜物，及時(shí)處理卡塞在導(dǎo)料槽、輥筒等處的塊料，避免割傷膠帶。通過(guò)張力傳感器監(jiān)控膠帶運(yùn)行狀況，張力突然變化時(shí)及時(shí)檢查，并采取對(duì)應(yīng)處理措施。

2.6 綜合保護(hù)裝置

煤礦帶式輸送機(jī)由于設(shè)備型號(hào)不同，相應(yīng)的保護(hù)裝置功能也不同，但運(yùn)行機(jī)理基本類(lèi)似，都是通過(guò)繼電器組成的硬線(xiàn)邏輯電路、運(yùn)算放大器、CMOS集成電路、可編程控制器(PLC)等構(gòu)成。系統(tǒng)集成后，傳感器的低電平信號(hào)導(dǎo)入控制箱，根據(jù)信號(hào)反饋內(nèi)容判斷故障，以報(bào)警或者直接緊急停車(chē)，同時(shí)可通過(guò)LED顯示工作狀態(tài)、故障種類(lèi)?？刂蒲b置可以單機(jī)使用，也可以將多條帶式輸送機(jī)構(gòu)成集控性轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙音頻實(shí)時(shí)通訊。

綜合保護(hù)裝置通過(guò)多種傳感器和電控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類(lèi)故障的保護(hù)，如打滑保護(hù)、煙霧保護(hù)、溫度保護(hù)、堆煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、緊急制動(dòng)裝置、縱向撕裂保護(hù)等。報(bào)警功能啟動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)故障種類(lèi)指示、警報(bào)和語(yǔ)言報(bào)警，保護(hù)動(dòng)作根據(jù)功能需要進(jìn)行即時(shí)停機(jī)或延時(shí)停機(jī)。綜合保護(hù)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控各帶式輸送機(jī)，根據(jù)故障類(lèi)型執(zhí)行自動(dòng)報(bào)警、顯示狀態(tài)、緊急停車(chē)等動(dòng)作，有效避免人為判斷失誤引發(fā)的事故。

3 結(jié) 論

帶式輸送機(jī)是煤礦井下主要的運(yùn)輸工具之一，其安全運(yùn)行是煤礦正常生產(chǎn)的基本保證。對(duì)帶式輸送機(jī)常見(jiàn)的火災(zāi)事故、打滑事故、下滑事故、跑偏事故、斷裂事故等提出預(yù)防措施，并通過(guò)安裝綜合保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)故障類(lèi)型的準(zhǔn)確判斷、運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)控，能有效避免帶式輸送機(jī)事故的發(fā)生，穩(wěn)定煤礦生產(chǎn)秩序，避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

[1] 陳炳耀，祁開(kāi)陽(yáng).帶式輸送機(jī)輸送帶與滾筒之間的打滑分析[J].煤礦機(jī)械，2003(5)：49-51.

[2] 王傳海，張衛(wèi)國(guó).帶式輸送機(jī)斷帶及飛車(chē)制動(dòng)保護(hù)裝置[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2003，30(3)：40-46.

[3] 史志遠(yuǎn)，朱真才.帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置分析[J].煤礦機(jī)械，2005(8)：83-85.

[4] 常玉春，魯培興.選礦帶式輸送機(jī)電氣故障檢修方法[J].礦山機(jī)械，2010，38(17)：81-82.

[5] 張 奎.皮帶輸送機(jī)常見(jiàn)電氣故障分析與排除[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017 (7)：103.