高愛民

（山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦機(jī)電科，山西　河津　043300）

引言

鋼絲繩芯帶輸送機(jī)具備較大功率、運行距離較長、日常維護(hù)量較小、膠帶的使用壽命較長等優(yōu)點，被廣泛使用于煤礦生產(chǎn)過程中，屬于高效礦井企業(yè)首先選擇的原煤運輸設(shè)備。當(dāng)前由于鋼絲繩芯膠帶經(jīng)常出現(xiàn)縱向撕裂問題，嚴(yán)重困擾輸送機(jī)的安全運行。比如東坡煤礦井下的主輸送力便是鋼絲繩芯強力膠帶，膠帶機(jī)運行速度為4m/s，一旦發(fā)生縱撕問題，則會嚴(yán)重?fù)p害上百米的輸送皮帶，甚至還會導(dǎo)致整條皮帶全部撕裂，給礦井帶來巨大的安全隱患。

1　鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)縱撕原因

第一，傳輸期間存在異物以致輸送帶出現(xiàn)撕裂問題，下放裝載點過程中，若煤層中存在木材、廢角鐵等異物時，會很快穿刺輸送帶，因為卡帶問題而發(fā)生縱向撕裂事故。第二，物料導(dǎo)致輸送帶撕裂，下放裝載點過程中，若煤層中夾雜著大塊巖石擋在煤板與緩沖托輥之間，以致增大了裝載煤量而導(dǎo)致堵塞，持續(xù)不斷的摩擦?xí)澠戚斔蛶?，以致出現(xiàn)撕裂問題。第三，是機(jī)頭倉被巖石、煤塊等異物填滿，滾筒與機(jī)頭之間存在較多異物，使輸送帶撕裂。第四，當(dāng)機(jī)頭清掃刮板時觸碰鋒利異物，導(dǎo)致輸送帶撕裂。第五，輸送帶運輸期間沒有按照正常軌道運行，在運輸過程中，輸送帶出現(xiàn)嚴(yán)重單側(cè)偏移問題，會在一側(cè)形成折疊，因受到不平衡力影響，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)刮傷問題，發(fā)生縱向撕裂。第六，輸送帶運輸期間出現(xiàn)異常問題，比如托輥端蓋沒有有效焊接，旋轉(zhuǎn)刀在自由轉(zhuǎn)動時導(dǎo)致輸送帶撕裂。同時，回轉(zhuǎn)式自動調(diào)跑裝置的立輥外筒脫落也會導(dǎo)致撕裂故障，且斷裂的鋼頭也會露出膠帶之外，嚴(yán)重的磨損狀態(tài)下，隨著運輸帶的運轉(zhuǎn)，鋼絲繩也會被抽出，出現(xiàn)縱向撕裂問題[1]。

2　縱撕保護(hù)分析

縱撕傳感器屬于當(dāng)前國內(nèi)帶式輸送系統(tǒng)縱撕檢測過程中最常采用的裝置。在運輸期間，應(yīng)在上部膠帶下放安裝縱撕傳感器，當(dāng)膠帶發(fā)生撕裂后，膠帶物料會由裂口落至縱撕傳感器上部，此時傳感器則可以通過壓力或者其他感應(yīng)方式檢測到皮帶的撕裂問題，從而發(fā)出報警信號。受膠帶撕裂自身張力影響導(dǎo)致的裂口閉合，會導(dǎo)致物料無法散落，或者膠帶上沒有運輸物料，以致縱撕傳感器無法及時檢測信號，可靠性及準(zhǔn)確度較差。但由于膠帶內(nèi)線圈預(yù)埋技術(shù)造價水平較高，且技術(shù)復(fù)雜繁瑣，所以很少被使用于煤礦生產(chǎn)過程中。

3　鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)縱撕預(yù)防方法

運輸機(jī)在工作過程中，為了有效避免輸送帶的縱向撕裂問題，國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)已經(jīng)研究出了多種防撕裂裝置，具體而言，主要分為非接觸式檢測以及接觸式檢測等兩方面[2]。

3.1　接觸式檢測系統(tǒng)

第一，棒型檢測器，利用管子或棒子，將其做為槽形，之后安裝于輸送帶下放緩沖托輥之間，當(dāng)輸送帶出現(xiàn)刺穿故障問題時，物料會自動波動槽形棒，阻礙了傳感器的正常運行，且隨之輸送帶也會發(fā)出報警信號，阻礙其正常運行。第二，線型檢測器，在槽形輸送帶的下放安裝此檢測器，并在輸送帶上拉設(shè)金屬絲，在另一端安裝彈簧開關(guān)。當(dāng)異物經(jīng)過此線時，輸送帶會突然增加張力，開關(guān)也會被限制動作，并隨之發(fā)生報警信號，阻礙輸送帶的正常運行。第三，擺動托輥檢測器，類似于自動轉(zhuǎn)動托輥架，當(dāng)此裝置穿過異物時，則限位開關(guān)發(fā)出動作，發(fā)出報警信號，導(dǎo)致輸送機(jī)停止運轉(zhuǎn)。第四，撕裂壓力檢測器，其根據(jù)傳感器監(jiān)測物料向下受力，并根據(jù)壓力大小診斷輸送帶的撕裂事故，之后發(fā)出報警信號，輸送帶停止運行。第五，漏料檢測器，其屬于壓力傳感器，用來檢測泄漏物料，當(dāng)出現(xiàn)泄漏問題時發(fā)出報警信號，輸送帶停止運行。第六，帶寬檢測器，其可以檢測輸送帶撕裂后兩半邊重疊的輸送帶，之后發(fā)出報警信號并停機(jī)。第七，振動檢測器，輸送帶縱向撕裂后，振動器停止動作，并隨之發(fā)出撕裂與報警信號，隨后輸送帶停止運行。第八，是浮動托輥架檢測裝置，當(dāng)托輥被異物穿刺時，傳感器可以檢測浮動托輥架自身壓力，超出標(biāo)準(zhǔn)范圍后則發(fā)出報警信號，輸送機(jī)停止運行。

3.2　非接觸式檢測系統(tǒng)

首先，超聲波檢測器，該裝置具備反射、共振以及傳播等性能，可以用于檢測材料內(nèi)部情況。該裝置被安裝于輸送帶易撕裂部位，當(dāng)出現(xiàn)縱向撕裂問題時，波導(dǎo)管彎曲損壞，輸送帶也隨之被撕裂，并發(fā)出報警信號，導(dǎo)致停機(jī)問題。其次，X光透視檢測器，當(dāng)材料被X射線穿透時，局部異常問題會導(dǎo)致射線強度逐步遞減，自身數(shù)值也與周圍部位不一致。該檢測裝置安裝與輸送帶金屬片及金屬網(wǎng)中，一旦出現(xiàn)撕裂問題，X光透視儀則會發(fā)出報警信號，致使輸送機(jī)停機(jī)。最后，傳感線圈輸送帶檢測器，每隔一段距離，輸送帶上便會預(yù)埋一個傳感線圈，且兩側(cè)也安裝電磁脈沖的接收器與發(fā)生器。在遵循電磁感應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，傳感線圈會為接收器發(fā)送信號，而輸送帶被撕裂后，傳感器也會出現(xiàn)故障問題，無法正常接收電磁脈沖信號，此時輸送帶發(fā)出撕裂信號，并報警停止運行[3]。

4　防縱撕保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢

近年來，關(guān)于輸送帶運行原理、縱向撕裂保護(hù)原理以及防撕裂技術(shù)方面的研究逐漸增多，國內(nèi)外研究力度不斷增大。但受輸送帶本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及運輸環(huán)境惡劣性影響，輸送帶經(jīng)常隨機(jī)發(fā)生撕裂問題，因此輸送帶防撕裂裝置在實際應(yīng)用中存在較大局限性，輸送帶撕裂事故問題不可避免。隨著研究的不斷進(jìn)步，輸送帶防縱撕保護(hù)技術(shù)也得到了如下發(fā)展：

首先，應(yīng)廣泛采用抗縱撕輸送帶，鋼絲繩芯輸送帶中缺乏橫向高強度材料，會極易導(dǎo)致輸送帶發(fā)生撕裂問題。為了降低事故的發(fā)生幾率，輸送帶的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)增強輸送帶的抗穿透性，生產(chǎn)抗縱向切割能力較強的輸送帶，且開發(fā)期間還應(yīng)有效考慮成本費用問題，從根本上解決輸送帶縱撕問題。其次，深入研究縱撕超前保護(hù)技術(shù)，當(dāng)鋼絲繩芯輸送帶存在長條以及大塊異物時，極易發(fā)生縱撕問題，為了有效預(yù)防縱撕事故問題，企業(yè)應(yīng)及時進(jìn)行監(jiān)測，并出臺專門的保護(hù)措施。比如將電磁除鐵器安裝于裝料處，充分吸附輸送帶的鐵類雜質(zhì)，或者將擋料鋼格篩安裝至輸送帶入料處，或者吐料口不再使用以往的閘門漏斗，使用振動型的給料機(jī)，避免下落大塊物料。除此之外，還應(yīng)將電子感應(yīng)層安裝至輸送帶處，一旦輸送帶刺入異物，立即出現(xiàn)信號反饋，并立即停機(jī)。且一旦異物刺穿輸送帶或者裝載點處卡主大塊異物時，應(yīng)立即采取應(yīng)急手段，并發(fā)出反饋信號，進(jìn)行實時保護(hù)。最后，應(yīng)開發(fā)可靠性較高的非接觸式防撕裂保護(hù)裝置，非接觸式保護(hù)裝置的可靠性較強，且可以確保輸送帶的安全穩(wěn)定運行，在縱撕方面的監(jiān)測性較高，因此未來發(fā)展過程中，可以作為帶式輸送機(jī)的滯后保護(hù)裝置[4]。5結(jié)語

作為煤礦企業(yè)最為關(guān)鍵的運輸設(shè)備，鋼絲繩芯清理輸送帶在煤礦生產(chǎn)過程中占據(jù)十分重要的地位，因此煤礦企業(yè)應(yīng)高度重視鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)的縱撕保護(hù)工作，以確保輸送帶安全、穩(wěn)定、高效運行，以防發(fā)生縱撕事故問題。

[1]楊成龍，李錚.智能視頻分析技術(shù)在帶式輸送機(jī)縱撕檢測方面的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016（11）：69.

[2]申永文.選煤廠帶式輸送機(jī)輸送帶縱撕淺析[J].電子制作，2014（9）：230-231.

[3]孫志剛，張翠平，胡建功，等.帶式輸送機(jī)的輸送帶保護(hù)及故障診斷[J].煤礦機(jī)械，2011（3）：242-244.

[4]陳曉鵬.煤礦井下帶式運輸機(jī)集控系統(tǒng)實踐與探討[J].機(jī)械管理開發(fā)，2016（9）：128-129.