李向軍

（山煤集團蒲縣萬家莊煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041202）

由于工作環(huán)境差，負載變化大，礦用帶式輸送機在運行中會出現(xiàn)一系列故障。從萬家莊煤業(yè)公司井下工作面DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機運行情況來看，對帶式輸送機的皮帶防壓死、拉斷等故障的保護效果不夠完善，必須研制防壓死拉斷保障裝置，提高其綜合保護性能。

1 帶式輸送機皮帶壓死拉斷故障分析

1.1 皮帶壓死拉斷故障分析

山煤集團蒲縣萬家莊煤業(yè)公司井下20101工作面、20102 工作面等都安裝了DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機。在20101 工作面運輸順槽，帶式輸送機長度為1420 m，運行落差47 m，坡度為2～10°，平均6°。從2013 年投入運行以來，帶式輸送機整體運行穩(wěn)定，但是也出現(xiàn)多次皮帶壓死打滑等現(xiàn)象，造成帶式輸送機的停運。對于出現(xiàn)的問題，煤礦技術(shù)部實施了技術(shù)改造措施，在皮帶滾筒主動輪與從動輪上分別增裝防滑膠，可以有效增大傳動滾筒與皮帶的摩擦系數(shù)，提高摩擦力，可以在一定情況下降低皮帶打滑問題的出現(xiàn)。但當大量煤料和煤矸石落到皮帶上后，會出現(xiàn)皮帶的壓死現(xiàn)象，從而就會在較短的時間使皮帶撕斷，造成帶式輸送機電機燒壞等問題。

1.2 現(xiàn)有保護控制回路分析

對DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機啟動裝置分析。該帶式輸送機采用軟起動器進行控制，當皮帶電機停止運行后會顯示皮帶停轉(zhuǎn)，皮帶出現(xiàn)壓死打滑故障時，若此時電流沒有達到設(shè)定的跳閘定值，帶式輸送機保護裝置不啟動，電機保持正常運行。此時從表面上看，帶式輸送機運行正常，無法對故障進行掌握和排除，造成皮帶撕裂或電機燒壞，帶式輸送機必須停機進行檢修，造成整個生產(chǎn)系統(tǒng)停止，經(jīng)濟損失嚴重。

2 皮帶防壓死拉斷保護裝置的設(shè)計

2.1 裝置設(shè)計思路

為能及時有效地發(fā)現(xiàn)DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機出現(xiàn)皮帶壓死、打滑、撕裂等問題，設(shè)計研制了皮帶防壓死拉斷保護裝置。該防壓死拉斷保護與帶式輸送機主動輪同步工作，工作時實現(xiàn)對帶式輸送機運行狀況的實時監(jiān)控。保護裝置監(jiān)測到皮帶出現(xiàn)故障，會立即發(fā)出報警信號，同時停止皮帶滾筒電機工作。在設(shè)計時該保護裝置設(shè)置有自檢功能，對裝置的運行異常情況可以進行自檢，實現(xiàn)閉鎖并報警，防止誤跳閘。

2.2 設(shè)計方案

當保護裝置監(jiān)測到皮帶主動輪旋轉(zhuǎn)與從動輪旋轉(zhuǎn)不同步信號后，就會自動發(fā)出報警信號并聯(lián)鎖停掉帶式輸送機。皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖如圖1 所示，從圖中可知，S1～S4 為光電傳感器，KAl ～KA3 為小型繼電器，KTl～KT3 為時間繼電器，B'T 為閃光蜂鳴器，RN 為指示燈，SAl 為旋轉(zhuǎn)開關(guān)，SB1 為按鈕。

圖1 皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖

皮帶防壓死拉斷裝置的工作原理及實施方案如下：

（1）研制從動輪旋轉(zhuǎn)檢測裝置，安裝位置設(shè)置在從動輪側(cè)邊，便于檢修。從皮帶主動輪啟?？刂苹芈芬腚娫吹皆搹膭虞喰D(zhuǎn)檢測裝置，可以實現(xiàn)主動輪起動作業(yè)與旋轉(zhuǎn)檢測裝置同步作業(yè)，當皮帶主動輪停止工作后，旋轉(zhuǎn)檢測裝置因同步斷電退出運行。

（2）在皮帶從動輪兩側(cè)方便位置安裝兩套并列運行的檢測元件，互相聯(lián)鎖。檢測裝置都配有兩個傳感探頭，起到相互備用的效果，有效地保障了檢測裝置的正常運行，避免誤跳閘情況的發(fā)生。該設(shè)計有效提高檢測裝置的可靠性。

（3）由于原DSJ100/45-100/2×160 帶式輸送機啟動系統(tǒng)采用軟起動器，檢測到皮帶異常信號后，裝置發(fā)出的跳閘信號接入軟起動器的跳閘回路就能使得軟起動器停止帶式輸送機的運行。該裝置設(shè)計的聯(lián)鎖跳閘電氣原理如圖2 所示，圖中的131 與135 串入帶式輸送機的軟起動器的跳閘回路當中。

圖2 聯(lián)鎖跳閘電氣原理圖

（4）在圖2 聯(lián)鎖跳閘回路中安裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1，接入“檢修/自動”切換功能，就可以有效地實現(xiàn)帶式輸送機不用停機檢修的功能，有效保障帶式輸送機的正常運轉(zhuǎn)。

該防壓死拉斷保護裝置整體的設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，功能可靠。該保護裝置具有開放性，可對電氣系統(tǒng)的PLC 部件根據(jù)不同要求進行合理改造，可以有效保障煤礦井下運輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3 保護裝置的安裝調(diào)試和效果分析

3.1 安裝調(diào)試分析

防壓死拉斷保護裝置完成研制后， 在DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機上進行了安裝調(diào)試，過程分析如下。

（1）前期防壓死拉斷保護裝置的報警裝置只是安裝于運輸現(xiàn)場，沒有接入到DCS 系統(tǒng)當中。當報警裝置發(fā)出報警信號后，需要崗位人員及巡檢人員人工發(fā)現(xiàn)，存在人員疏忽的安全隱患，無法及時處理異常情況。后期將報警裝置無源信號引至DCS系統(tǒng)中，在地面監(jiān)控中心就可以掌握報警裝置的情況，實現(xiàn)遠程控制。

（2）防壓死拉斷保護裝置安裝調(diào)試完成后，在三個月的時間內(nèi)運行一直穩(wěn)定，帶式輸送機出現(xiàn)壓死、拉斷等故障后，可以及時發(fā)現(xiàn)并聯(lián)鎖跳閘，實現(xiàn)了裝置設(shè)計目的。但在對裝置進行模擬檢查時，發(fā)現(xiàn)存在皮帶壓死狀態(tài)下保護裝置無動作的現(xiàn)象。對裝置電路及各元器件的排查發(fā)現(xiàn)，裝置的S2 傳感器出現(xiàn)了短路，設(shè)計缺陷導(dǎo)致保護裝置無動作。此時對裝置的電路中增加一個KA3 繼電器，可以有效保障保護裝置的可靠運行。

3.2 效果分析

防壓死拉斷保護裝置完全研制完成后，在萬家莊煤業(yè)公司20101 工作面運輸順槽DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機上進行了應(yīng)用。從2019 年1 月至2019 年10 月期間，帶式輸送機及防壓死拉斷保護裝置運行穩(wěn)定，防壓死拉斷保護裝置可以準確有效地檢測到皮帶的異常信號，并通過報警裝置傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，按設(shè)定程序?qū)捷斔蜋C進行處理。該期間內(nèi)皮帶無壓死、拉斷等故障發(fā)生，帶式輸送機整體故障率也大大降低了，應(yīng)用效果理想。

4 結(jié)語

萬家莊煤業(yè)公司DSJ100/45-100/2×160 型帶式輸送機安裝了皮帶防壓死拉斷保護裝置，按要求完成安裝調(diào)試后，在工業(yè)性試驗中的應(yīng)用效果理想。該皮帶防壓死拉斷保護裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資少，運行穩(wěn)定可靠，同時提高了煤礦帶式輸送機的自動化水平，有效降低了工人勞動強度，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的安全經(jīng)濟效益。