張永光

(山西高平科興牛山煤業(yè)有限公司,山西 高平 048400)

1 帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀況

山西高平科興牛山煤業(yè)帶式輸送機(jī)已于2016年安裝完成并投入使用，根據(jù)安裝方提供的技術(shù)資料并與現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員交流，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查看后，得到以下情況。

該帶式輸送機(jī)所運(yùn)物料主要為原煤，額定輸送量720t/h，帶寬1000mm，帶速2.5m/s，堆積角取20°，槽角350，堆密度0.95t/m3，帶式輸送機(jī)輸送距離1500m，提升高度-97.6m，平均安裝傾角-4°，機(jī)頭驅(qū)動(dòng)，裝機(jī)功率200kW，變頻軟啟動(dòng)，機(jī)頭液壓漲緊。

2 帶式輸送機(jī)“疊帶”及“飄帶”原因

與現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員交流得知，帶式輸送機(jī)裝載點(diǎn)在距離機(jī)頭卸載點(diǎn)900m處。該點(diǎn)與機(jī)頭高差為97m?？蛰d開機(jī)時(shí)能正常啟動(dòng)。裝載后膠帶逐漸開始加速，出現(xiàn)“疊帶”現(xiàn)象，并伴隨凹變坡點(diǎn)回程段飄帶。

“疊帶”實(shí)質(zhì)是“飛車”的初始階段，隨著載荷繼續(xù)增加或煤越過2號(hào)點(diǎn)后（1-2段帶載）就會(huì)發(fā)生“飛車”。

由巷道剖面情況可知，1-2段水平長(zhǎng)130m，高差20m，2-3段水平長(zhǎng)度170m，高差20m，3-4段水平長(zhǎng)度680m，高差110m，4-5段水平長(zhǎng)度820m，凹點(diǎn)高差20m。1-2段與2-3段膠帶自重及載荷產(chǎn)生的運(yùn)行阻力是大小相當(dāng)而方向相反，因此凸凹變坡段阻力抵消。

帶式輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度1500m，有兩個(gè)凹變坡點(diǎn)，目前裝載點(diǎn)在距機(jī)頭卸載位置900m，且在最高點(diǎn)，高差97m。對(duì)于系統(tǒng)來講是最不利情況，即當(dāng)原煤從裝載位置裝載到凹變坡點(diǎn)1時(shí)，因其他承載段無載荷，系統(tǒng)阻力相對(duì)于全程滿載時(shí)阻力要小，也就是說，兩個(gè)凸凹段運(yùn)行阻力基本抵消。而這時(shí)載荷重力做功與系統(tǒng)滿載時(shí)重力做的功一樣。當(dāng)3-4段帶載，重力作用下該段膠帶加速運(yùn)行，而2-3段是阻力部分，張力下降，即3-4段張力加大2-3段張力下降，必然導(dǎo)致膠帶一邊伸長(zhǎng)一邊收縮，進(jìn)而發(fā)生“疊帶”現(xiàn)象。系統(tǒng)存在張力相應(yīng)不好或饋電能力不足以及制動(dòng)不可靠等情況時(shí)必然發(fā)生“疊帶”和“飄帶”，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)發(fā)生“飛車”事故。

3 事故帶來的危害

下運(yùn)帶式輸送機(jī)“飛車”不僅造成影響生產(chǎn)事故，而且可能出現(xiàn)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞甚至人身事故。

高平科興牛山煤業(yè)因“疊帶”問題已采取限產(chǎn)措施，使得生產(chǎn)能力受到限制，系統(tǒng)不能正常發(fā)揮作用?！帮w車”很容易引發(fā)斷帶事故，本人經(jīng)歷過多起斷帶事故分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析，“飛車”時(shí)大量原煤快速堆積在機(jī)頭，甚至造成斷帶，斷帶點(diǎn)多發(fā)生在最大張力點(diǎn)即機(jī)尾處，斷了的膠帶帶著煤在慣性作用下沖向機(jī)頭造成設(shè)備事故，事故多引發(fā)煤塵和通風(fēng)事故，機(jī)頭有人時(shí)必然造成傷亡。

4 解決方案及建議

4.1 解決方案

方案一：改變驅(qū)動(dòng)位置

（1）將驅(qū)動(dòng)裝置移到機(jī)尾，張緊裝置仍在機(jī)頭。

該方案改造較簡(jiǎn)單，正常工況下能解決“膠帶易與驅(qū)動(dòng)滾筒分離”問題，但需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行認(rèn)真測(cè)量和對(duì)工況詳細(xì)調(diào)查分析。特別是距機(jī)尾200m處有一個(gè)凹變坡點(diǎn)，需進(jìn)行測(cè)量后計(jì)算，在出現(xiàn)凹變坡上升段帶載其他段不帶載時(shí)，負(fù)載不再做正功，即此時(shí)負(fù)載成為阻力。要考慮驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力是否滿足驅(qū)動(dòng)摩擦力的要求，出現(xiàn)打滑時(shí)帶式輸送機(jī)將無法運(yùn)行。

（2）將驅(qū)動(dòng)裝置移到機(jī)尾，張緊裝置也移到機(jī)尾。

該方案可以有效解決“飛車”問題，但工程量大，需停產(chǎn)較長(zhǎng)時(shí)間解決，且當(dāng)機(jī)尾向后延伸時(shí)，還需再停產(chǎn)和重新打基礎(chǔ)。

方案二：系統(tǒng)增加阻尼裝置，使帶式輸送機(jī)處于微正功狀態(tài)

該系統(tǒng)目前處于負(fù)功狀態(tài)，且處于最大負(fù)功狀態(tài)。前面有過計(jì)算，傾斜阻力Fst=-76832N，圓周力FU為41467N，則|Fst|-|Fu|=35365N，即系統(tǒng)需增加約36000N阻力，改變重力產(chǎn)生的電機(jī)發(fā)電狀態(tài)。

因帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況的不同，目前沒有廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)阻尼裝置可供使用，需通過對(duì)系統(tǒng)針對(duì)性分析和計(jì)算而進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)目前該帶式輸送機(jī)掌握情況分析，采用阻尼系數(shù)0.08阻尼材料制作裝置，在系統(tǒng)張力穩(wěn)定區(qū)域分段加裝后能夠有效解決疊帶問題，也可避免“飛車”問題，同時(shí)考慮節(jié)能和磨損問題。在裝設(shè)前和裝設(shè)后對(duì)工況進(jìn)行在線功率平衡測(cè)試和評(píng)價(jià)，通過調(diào)整阻尼力達(dá)到最合理狀態(tài)。設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)裝載位置有時(shí)會(huì)變化，加裝一套在線阻力檢測(cè)系統(tǒng)，即可以隨時(shí)掌握系統(tǒng)是否處于正功狀態(tài)，也可以報(bào)警和停車，避免“疊帶”和“飛車”事故發(fā)生。為了在裝載位置發(fā)生變化時(shí)能及時(shí)安設(shè)和調(diào)整阻尼裝置方便，阻尼裝置隨機(jī)安設(shè)固定拆裝裝置，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整而不影響生產(chǎn)。

該方案不需停產(chǎn)處理，且對(duì)現(xiàn)裝備不做大的改動(dòng)，比方案一成本投入小，有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可利用，但需進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)和核算。

4.2 關(guān)于飄帶問題的處理意見

（1）采用前傾雙聯(lián)自糾偏裝置，安設(shè)在凹變坡處回程膠帶上方，計(jì)五組，可有效防止因飄帶帶來損傷膠帶問題。

（2）近機(jī)尾凹變坡上皮帶飄帶應(yīng)加裝弧型檔煤裝置，避免機(jī)尾加載時(shí)撒煤。

5 結(jié)束語

礦井帶式輸送機(jī)的“疊帶”、“飛車”問題會(huì)嚴(yán)重危害礦井安全生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，除積極采用一些行之有效的解決方案進(jìn)行應(yīng)對(duì)外，還應(yīng)重點(diǎn)做好安全防護(hù)工作。對(duì)此，一方面應(yīng)在機(jī)頭合適位置建一個(gè)司機(jī)操作硐室。由于帶式輸送機(jī)卸載位置，也是帶式輸送機(jī)司機(jī)設(shè)備操作位置，沒有專門操作硐室，在發(fā)生“飛車”或滾落物體時(shí)可能傷人；另一方面還應(yīng)增設(shè)“斷帶保護(hù)裝置”。由于該帶式輸送機(jī)膠帶采用機(jī)械接頭聯(lián)結(jié)，并有下膠帶飄帶隱患，可能會(huì)因接頭飄帶時(shí)刮磨架腿，造成接頭損壞而斷帶。因帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)在機(jī)頭，在運(yùn)輸巷最低位置操作，當(dāng)出現(xiàn)斷帶事故時(shí)不僅造成設(shè)備損失，也很容易傷及到人，對(duì)此，建議增設(shè)斷帶保護(hù)裝置。值得注意的是，目前斷帶保護(hù)有些是針對(duì)上運(yùn)皮帶的，其觸發(fā)機(jī)構(gòu)不能用于下運(yùn)皮帶，選型時(shí)要格外注意。