張 玉 光

（霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

0 引 言

帶式輸送機(jī)是煤礦井田重要運(yùn)輸設(shè)備，它具有安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、操作方便、實(shí)用性強(qiáng)、運(yùn)輸能力大等優(yōu)點(diǎn)；SSJ 型輸送機(jī)是目前煤礦常用的帶式輸送機(jī)之一，主要用于采掘工作面中，SSJ 型帶式輸送機(jī)主要由電機(jī)、減速機(jī)、機(jī)頭架、卸煤滾筒、H 架、托輥、阻燃輸送帶等部分組成，輸送機(jī)安裝調(diào)試后，滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)摩擦作用帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)煤炭、物料運(yùn)輸作用；但是在煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，受輸送機(jī)安裝質(zhì)量、輸送機(jī)調(diào)試水平以及設(shè)備自動(dòng)化水平等限制，SSJ 型帶式輸送機(jī)在使用過(guò)程中存在還多問(wèn)題，輸送帶應(yīng)張緊力不合格，導(dǎo)致輸送機(jī)跑偏、竄跳、撕帶現(xiàn)象，同時(shí)由于輸送帶對(duì)接質(zhì)量差，人工檢測(cè)不到位經(jīng)常出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，威脅著采掘工作面安全運(yùn)輸；本文以店坪煤礦2042 巷安裝的SSJ- 1000 型帶式輸送機(jī)為例，針對(duì)在使用過(guò)程中主要存在技術(shù)難題，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，采用自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)游動(dòng)儲(chǔ)帶裝置。

1 概 述

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦2042 巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1700m，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.0m,巷道掘進(jìn)煤層為9# 煤層，平均厚度為3.0m，平均傾角3°。

2042 巷采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)施工工藝，工作面采用EBZ300 型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工，工作面安裝一部SSJ 型輸送機(jī)與盤區(qū)帶式輸送機(jī)搭接進(jìn)行聯(lián)合出煤；2042 巷安裝的SSJ 型帶式輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，采用電機(jī)功率為40kW，輸送帶寬度為1.0m，輸送機(jī)運(yùn)輸能力為1500t/h，在輸送機(jī)距機(jī)頭30m 處安裝一部游動(dòng)小車，主要用于人工調(diào)節(jié)輸送帶張緊。截止目前2042 巷已掘進(jìn)470m。

2 SSJ 型帶式輸送機(jī)主要存在問(wèn)題

1） 張緊自動(dòng)化水平低：2042 巷安裝的SSJ- 1000型帶式輸送機(jī)在使用過(guò)程中主要通過(guò)人工調(diào)節(jié)游動(dòng)小車，實(shí)現(xiàn)了輸送帶張緊的目的，但是該游動(dòng)小車與輸送機(jī)電機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖作用，當(dāng)輸送機(jī)在運(yùn)輸物料出現(xiàn)輸送帶松緊不宜時(shí)，需人工切斷輸送機(jī)電機(jī)電源，然后在進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，降低了輸送機(jī)張緊自動(dòng)化水平，影響著輸送機(jī)運(yùn)輸效率。

2） 張緊調(diào)節(jié)精度低：2042 巷掘進(jìn)前期每天利用檢修班時(shí)間，對(duì)巷道內(nèi)SSJ- 1000 型帶式輸送機(jī)進(jìn)行檢修維護(hù)，包括輸送帶張緊調(diào)節(jié)；但是傳統(tǒng)輸送機(jī)張緊調(diào)節(jié)是在輸送機(jī)空載條件下進(jìn)行的，而且完全靠人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且精度低，當(dāng)輸送機(jī)在負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，很容易出現(xiàn)輸送帶張緊不足現(xiàn)象。

3）輸送機(jī)接頭檢測(cè)難度大：隨著巷道不斷開拓延伸，2042 巷安裝的SSJ- 1000 型帶式輸送機(jī)中輸送帶接頭數(shù)量不斷增加，由于2042 巷帶式輸送機(jī)的輸送帶接頭主要采用機(jī)械對(duì)接方式，在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)很容易出現(xiàn)接頭松動(dòng)、卡扣掉落現(xiàn)象，需隨時(shí)檢查輸送帶接頭質(zhì)量情況，巷道掘進(jìn)前期主要采用人工方式進(jìn)行檢查，但是該檢查方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，檢查不及時(shí)，誤檢率高等，導(dǎo)致輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，制約輸送機(jī)安全高效運(yùn)行。

3 自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置設(shè)計(jì)應(yīng)用

為了提高2042 巷帶式輸送機(jī)張緊自動(dòng)化水平，降低輸送機(jī)故障率，決定對(duì)原輸送機(jī)張緊裝置進(jìn)行優(yōu)化，安裝一套輸送帶自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置。

3.1 輸送帶自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置結(jié)構(gòu)組成

1） 輸送帶自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置主要輸送帶張緊感應(yīng)器、激光掃描器、PLC 控制器、聯(lián)鎖開關(guān)、儲(chǔ)帶活動(dòng)車、拉緊活動(dòng)車、滑道、松帶固定車等部分組成，如圖1 所示。

圖1 SSJ- 1000 型帶式輸送機(jī)自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）張緊感應(yīng)器主要由硅膠托輥、感應(yīng)彈簧、感應(yīng)器等部分組成，感應(yīng)器通過(guò)信號(hào)線與PLC 控制器連接；張緊感應(yīng)器安裝在輸送機(jī)上輸送帶底部且與輸送帶接觸。

3）儲(chǔ)帶活動(dòng)車安裝在機(jī)頭架下方滑道上，可在滑道上自動(dòng)移動(dòng)，儲(chǔ)帶活動(dòng)車通過(guò)拉緊鋼絲繩分別于拉緊活動(dòng)車、松帶固定車連接；松帶固定車固定安裝在滑道另一端，如圖1 所示。

4）激光掃描器固定安裝H 架上，并通過(guò)信號(hào)線與PLC 控制器連接，激光掃描器可發(fā)出連續(xù)穩(wěn)定的低頻X 射線，從而對(duì)輸送帶表面及深部破損情況進(jìn)行掃描。

5） 聯(lián)鎖開關(guān)額定電流為120A，聯(lián)鎖開關(guān)分別與PLC 控制器、輸送機(jī)電機(jī)開關(guān)、游動(dòng)車開關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制作用。

3.2 工作原理

1）帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)，在物料重力作用下輸送帶壓縮張拉感應(yīng)器中硅膠托輥及感應(yīng)彈簧向下移動(dòng)，并使感應(yīng)器進(jìn)行計(jì)算分析，及時(shí)對(duì)輸送帶單位面積運(yùn)輸物料重量進(jìn)行計(jì)算。

2）當(dāng)輸送帶單位面積運(yùn)輸物料重量達(dá)120kg 時(shí)，感應(yīng)器及時(shí)將分析數(shù)據(jù)以電信號(hào)形式傳遞至PLC 控制器，控制器接收信號(hào)后將松帶動(dòng)作指令傳遞至聯(lián)鎖開關(guān)。聯(lián)鎖開關(guān)接收指令后通過(guò)游動(dòng)車開關(guān)對(duì)松動(dòng)固定車進(jìn)行供電，此時(shí)松帶固定車接通電源后，通過(guò)松帶鋼絲繩拉動(dòng)儲(chǔ)帶活動(dòng)車向機(jī)頭方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)松帶目的。

3）隨著輸送帶物料卸載后，輸送帶受力減小并復(fù)位，此時(shí)張力感應(yīng)器感應(yīng)輸送帶受力低于30kg 時(shí)，再次將數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞至PLC 控制器；PLC 控制器將“拉緊”指令傳遞至聯(lián)鎖開關(guān)，聯(lián)鎖開關(guān)接受指令后通過(guò)游動(dòng)車開關(guān)對(duì)拉緊活動(dòng)車進(jìn)行供電，活動(dòng)車及時(shí)向拉緊活動(dòng)車一端移動(dòng)并帶動(dòng)儲(chǔ)帶活動(dòng)車移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)張緊輸送帶目的。

4） 當(dāng)輸送帶接頭出現(xiàn)斷裂或輸送帶內(nèi)部出現(xiàn)紋裂時(shí)，根據(jù)X 射線掃描儀發(fā)射的低頻X 射線接收時(shí)間差，確定輸送帶打破損情況，并及時(shí)將收集數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞至PLC 控制器，控制器經(jīng)處理分析后通過(guò)顯示器顯示輸送帶打破損位置并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)通過(guò)聯(lián)鎖開關(guān)及時(shí)切斷輸送機(jī)電機(jī)電源。

4 自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用效果分析

4.1 自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)

1）自動(dòng)化水平高：自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置主要以PLC 控制器為核心，通過(guò)張緊感應(yīng)器、激光掃描儀等保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送帶張緊力，以及自動(dòng)對(duì)輸送帶損傷情況進(jìn)行檢查，大大提高了輸送機(jī)自動(dòng)化水平。

2）降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度：與傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)游動(dòng)車張緊裝置相比，帶式輸送機(jī)安裝自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置后無(wú)需專人全天候作業(yè)，降低了勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度。

3）提高張緊調(diào)節(jié)精度：傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)主要采用人工調(diào)節(jié)輸送帶張緊力以及檢測(cè)輸送帶損傷強(qiáng)開，而采用自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置后，該裝置可根據(jù)輸送帶運(yùn)輸物料重量，自動(dòng)進(jìn)行張力調(diào)節(jié)，不僅精度高、誤檢率低，而且減少了張力調(diào)節(jié)時(shí)，頻繁啟動(dòng)輸送機(jī)電機(jī)次數(shù)。

4）通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①由于輸送機(jī)機(jī)頭處粉塵濃度大，造成PLC 控制器粉塵堆積現(xiàn)象嚴(yán)重，影響裝置使用效率；②張緊感應(yīng)器中感應(yīng)彈簧長(zhǎng)期做壓縮、復(fù)位動(dòng)作，導(dǎo)致彈簧變形現(xiàn)象嚴(yán)重，需定期進(jìn)行更換；③激光掃描儀在進(jìn)行輸送帶損傷情況檢查時(shí)受底皮帶煤泥影響，檢查精度相對(duì)較低，需在激光掃描儀前方10m 范圍內(nèi)安裝輸送帶清掃裝置。

5 實(shí)際應(yīng)用效果

2018 年 6 月店坪煤礦對(duì) 2042 巷 SSJ- 1000 型帶式輸送機(jī)安裝了一套輸送機(jī)自動(dòng)感應(yīng)張緊裝置，截止2018 年12 月，通過(guò)6 個(gè)月應(yīng)用效果觀察發(fā)現(xiàn)，該裝置投入使用后輸送機(jī)未發(fā)生一起因輸送帶張緊調(diào)節(jié)不合理，導(dǎo)致輸送機(jī)跑偏、撕帶等事故；同時(shí)該裝置共計(jì)檢測(cè)輸送帶7 處損傷，其中接頭損傷3處，并及時(shí)進(jìn)行更換，避免了輸送帶“帶病”運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致斷帶事故，全年可節(jié)約設(shè)備維修、成本費(fèi)用達(dá)57余萬(wàn)元，大大提高了輸送機(jī)使用壽命，保證了采掘工作面安全高效運(yùn)輸。