董西會(huì)

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司， 山西 蒲縣 041200）

引言

在煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中，與其他礦井運(yùn)輸設(shè)備相比，皮帶機(jī)具有輸送能力大、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、能量消耗低、運(yùn)輸平穩(wěn)和連續(xù)性運(yùn)輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢(shì)。但是皮帶機(jī)工作環(huán)境處在狹窄的巷道中，條件惡劣、路線復(fù)雜、煤塵嚴(yán)重、運(yùn)料不均衡等會(huì)給皮帶帶來一些故障，例如皮帶打滑、堆煤、電機(jī)燒壞、托輥失去平衡，嚴(yán)重的時(shí)候這些故障會(huì)引起連帶的故障或者事故[1]。一旦皮帶機(jī)出現(xiàn)故障，必然會(huì)造成與之工藝配套的掘進(jìn)工作和采煤工作陷入癱瘓，進(jìn)而引起整個(gè)礦井停產(chǎn)停業(yè)[2]。為此，針對(duì)皮帶機(jī)的重要性，本文以昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)為例進(jìn)行探討。

1 皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)是一種連續(xù)性運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，具有運(yùn)輸量大、使用方便、能量消耗較低等特性，主要由動(dòng)力裝置、張緊裝置、機(jī)架、皮帶、托輥和其他零部件組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易圖詳見圖1。昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示，皮帶機(jī)成為了聯(lián)系昊興塬煤礦井下和井上的樞紐，但是在使用過程中也出現(xiàn)了電機(jī)、減速器、皮帶、托輥和機(jī)架等故障，為此，分別分析其故障原因，為安全監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐。

2 皮帶機(jī)常見故障分析

2.1 驅(qū)動(dòng)裝置故障分析

1）電機(jī)故障：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)電機(jī)過熱故障，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，引起過熱主要是運(yùn)送物料過重造成，但是電子繞組、電壓變化起伏明顯也會(huì)給驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)造成故障；若果繞組接地或者短路、線路接錯(cuò)等會(huì)引起電流瞬時(shí)增大，電流激增會(huì)燒壞電機(jī)；若調(diào)速裝置不正常運(yùn)行，必然會(huì)引起電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，給皮帶機(jī)帶來堆煤或者皮帶在高速運(yùn)行下被拉斷事故。

2）減速器故障：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)托運(yùn)物料過重，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，齒輪受壓力作用造成斷齒、磨損，軸的徑向和軸向跳動(dòng)量也會(huì)出現(xiàn)明顯增加，相應(yīng)給軸承造成腐蝕或者磨損破壞，減速器受到齒輪和軸承破壞會(huì)發(fā)出異響或者異常振動(dòng)[3]，嚴(yán)重時(shí)直接損毀減速器。

圖1 DTL120型皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易示意圖

表1 DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2.2 皮帶故障分析

1）皮帶打滑：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)皮帶打滑的原因之一是皮帶與傳動(dòng)滾筒之間出現(xiàn)了較大滑差率，原因之二是皮帶張力較弱的情況下，皮帶與傳動(dòng)滾筒的摩擦力不足[4]。皮帶打滑帶來的問題是不僅降低皮帶運(yùn)輸能力，如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)采取一定的保護(hù)措施，還會(huì)造成皮帶點(diǎn)燃被燒。

2）皮帶斷帶或撕裂：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)皮帶組成結(jié)構(gòu)詳見圖2所示的三維示意圖。上覆層、鋼絲繩、芯膠、下覆層共同構(gòu)成了整個(gè)皮帶。一些鋼絲繩受力過大，皮帶發(fā)生斷帶的原因主要是受縱向拉力作用，皮帶中的鋼絲繩因?yàn)閿?shù)量較多，在連接處極易發(fā)生橫向斷裂，另外皮帶接頭處老化也會(huì)造成皮帶斷帶[5]。受到一些堅(jiān)硬的物料劃傷，皮帶在張力作用下被撕裂。若不及時(shí)處理斷帶或者撕裂故障，會(huì)引起物料堆積、皮帶傷人等事故。

圖2 皮帶組成結(jié)構(gòu)三維圖

3）皮帶跑偏：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)長(zhǎng)期在井下巷道中運(yùn)行，皮帶中心線與機(jī)架中心線難免會(huì)出現(xiàn)偏差，圖3為皮帶跑偏的三種類型，分別為右偏差、左偏差和蛇形偏差。皮帶與機(jī)架中心線出現(xiàn)偏差，會(huì)引起皮帶磨損，嚴(yán)重影響皮帶質(zhì)量，局部有可能將物料散落，也有可能出現(xiàn)整條皮帶斷帶或者受摩擦起火。

圖3 皮帶跑偏的幾種類型

2.3 托輥與機(jī)架故障分析

1）托輥故障：皮帶機(jī)處于井下復(fù)雜的工況下，受煤塵、潮濕、其他物體影響，昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)的托輥軸承容易被腐蝕，影響其光滑程度，造成托輥轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，產(chǎn)生振動(dòng)或者阻力不一致，致使皮帶跑偏。

2）機(jī)架故障：昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)的機(jī)架是承受整個(gè)皮帶和物料的基礎(chǔ)，皮帶機(jī)的其他零部件均要依托機(jī)架才能實(shí)現(xiàn)，機(jī)架的好壞和穩(wěn)定性直接關(guān)系著皮帶機(jī)的穩(wěn)定和安全。在運(yùn)行當(dāng)中，機(jī)架故障主要表現(xiàn)為機(jī)架變形，因?yàn)槠С霈F(xiàn)偏差，造成一些連帶反應(yīng)，例如皮帶被磨損、打滑、撕裂等，給整個(gè)巷道運(yùn)輸帶來不穩(wěn)定因素。

3 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造研究

3.1 皮帶安全監(jiān)測(cè)

1）帶速監(jiān)測(cè)：為了更好地了解、掌握和控制皮帶是否出現(xiàn)打滑或者超速運(yùn)行，昊興塬煤礦采用速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)行狀況，經(jīng)過性能比較，選用GSC6-SC礦用本質(zhì)安全型速度傳感器對(duì)DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。選用的速度傳感器如圖4所示。通過速度傳感器監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)行速度，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)其分析評(píng)判，進(jìn)而控制傳動(dòng)部運(yùn)行速度。

圖4 帶速監(jiān)測(cè)傳感器

2）張力監(jiān)測(cè)：為防止皮帶受張力過大而被拉斷或者撕裂，選用液壓自動(dòng)拉緊裝置監(jiān)測(cè)DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)皮帶所受張力大小。該張力監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示，張力監(jiān)測(cè)裝置具有占用空間小、張緊力大等優(yōu)勢(shì)，拉力傳感器與皮帶中的鋼絲繩連接，可以測(cè)得鋼絲繩所受力，進(jìn)而判斷出皮帶張緊力，隨著工況變化不斷自動(dòng)調(diào)整皮帶的張力。

圖5 張力監(jiān)測(cè)裝置

3）跑偏與堆煤監(jiān)測(cè)：雖然昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)每隔一定距離設(shè)置了調(diào)心托輥，但是由于該皮帶機(jī)很長(zhǎng)，另外井下復(fù)雜的條件，調(diào)心托輥并不能完全保障皮帶不出現(xiàn)跑偏，為此，在皮帶的適當(dāng)位置增設(shè)跑偏監(jiān)測(cè)傳感器，監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)行狀況，一旦出現(xiàn)跑偏情況，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)動(dòng)作，避免事故發(fā)生。

一旦皮帶出現(xiàn)打滑、跑偏等故障時(shí)，就會(huì)造成皮帶所運(yùn)送物料堆積，通常稱之為堆煤事故。堆煤還會(huì)引起次生的火災(zāi)，為嚴(yán)防堆煤發(fā)生，在轉(zhuǎn)載處、機(jī)頭處等合宜位置[6]增設(shè)堆煤傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)掌握、調(diào)控，一旦發(fā)生堆煤緊急情況，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，這時(shí)停機(jī)維修，確保生產(chǎn)安全。

3.2 托輥安全監(jiān)測(cè)

因?yàn)橥休伈贾迷谡麄€(gè)皮帶機(jī)上，傳感器難以監(jiān)測(cè)機(jī)架變形，為了確保DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)托輥和機(jī)架安全，采用移動(dòng)分站對(duì)托輥和機(jī)架進(jìn)行巡檢，該分站可以對(duì)托輥和機(jī)架所處環(huán)境中的溫度、瓦斯等信息采集，并配以人工輔助檢查，人工檢查到的信息也可以同分站一樣實(shí)時(shí)反饋給主站，從而掌握托輥和機(jī)架運(yùn)行信息，為安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。

3.3 其他故障排除措施

針對(duì)昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)電機(jī)振動(dòng)、聲音異常、運(yùn)轉(zhuǎn)異常、外殼過熱等故障，可以采取調(diào)整緊固安裝螺栓，調(diào)整皮帶張力，調(diào)節(jié)接觸器，加強(qiáng)通風(fēng)和檢查配線直徑、長(zhǎng)度。對(duì)于減速器聲音異常、外殼過熱問題，潤(rùn)滑油加到規(guī)定油位，更換

軸承，改善齒面接觸狀況或更換齒輪。傳動(dòng)滾筒處有

尖叫聲是因?yàn)槠Т蚧?，?yīng)檢查皮帶是否張緊。

4 結(jié)論

昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機(jī)在運(yùn)行中常見的故障主要為驅(qū)動(dòng)裝置故障、皮帶故障和托輥、機(jī)架故障，應(yīng)對(duì)皮帶、托輥進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并輔以其他故障排除方法，從而確保皮帶機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。