田維維

（蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽(yáng)煤礦分公司，山西晉城048003）

井下帶式輸送機(jī)依靠其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)力強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛用于井工礦生產(chǎn)作業(yè)中進(jìn)行長(zhǎng)距離物料的運(yùn)輸[1-2]。但在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于使用壽命的縮短和長(zhǎng)期井下惡劣環(huán)境的影響，會(huì)造成帶式輸送機(jī)出現(xiàn)皮帶跑偏、斷裂、異響等故障，如何調(diào)整輸送機(jī)實(shí)時(shí)工況，為井下生產(chǎn)安全提供保障是煤礦機(jī)電技術(shù)人員不得不面對(duì)的重點(diǎn)問(wèn)題[3-4]。

1 帶式輸送機(jī)常見(jiàn)故障分析

帶式輸送機(jī)在進(jìn)行長(zhǎng)距離物料運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，主要依靠摩擦傳動(dòng)的原理，即皮帶與傳動(dòng)滾筒之間的摩擦力，由機(jī)尾轉(zhuǎn)向滾筒帶動(dòng)皮帶運(yùn)行，形成封閉的作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物件的運(yùn)輸。傳統(tǒng)的井下帶式輸送機(jī)如圖1所示，承載托輥起到承載作用和輸送煤炭（或物料）的功能，使之與皮帶共同運(yùn)動(dòng)。

圖1 帶式輸送機(jī)示意圖

1.1 輸送帶跑偏

帶式輸送機(jī)的皮帶主要由鋼絲繩芯制成，皮帶跑偏是輸送機(jī)傳送系統(tǒng)中普遍存在的故障之一。輸送機(jī)安裝質(zhì)量和托輥質(zhì)量不合格，都會(huì)造成皮帶的打滑、跑偏。分析認(rèn)為，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)致使承載托輥、驅(qū)動(dòng)滾筒和膠帶中心不處于一條直線，或滾筒的兩端外徑不一致，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

針對(duì)這種情況建議對(duì)輸送皮帶的實(shí)時(shí)工況進(jìn)行力學(xué)分析統(tǒng)計(jì)，當(dāng)皮帶中心線垂直的側(cè)向拉力大于托輥對(duì)皮帶的擠壓力時(shí)，進(jìn)行作業(yè)調(diào)整，不僅可以預(yù)防和避免輸送帶跑偏問(wèn)題，還可以作為分析研究輸送帶張緊方面問(wèn)題的部分理論依據(jù)。

1.2 輸送帶斷帶

皮帶斷裂、拉斷屬于輸送機(jī)較為嚴(yán)重的機(jī)械故障，會(huì)造成整部輸送機(jī)無(wú)法工作，煤炭物料的停運(yùn)，需要企業(yè)反饋給廠家專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備的檢修和維護(hù)。

造成該故障的主要原因包括：①皮帶連接頭質(zhì)量較差：當(dāng)皮帶長(zhǎng)期處于高載荷、遠(yuǎn)距離作業(yè)時(shí)，輸送帶的張力將一直處于極限狀態(tài)，當(dāng)機(jī)體過(guò)度疲勞時(shí)且皮帶質(zhì)量不符合生產(chǎn)要求時(shí)，會(huì)造成輸送帶斷裂的現(xiàn)象；②運(yùn)輸物超限：部分礦井會(huì)有超能力生產(chǎn)的情況發(fā)生，使皮帶輸送機(jī)的運(yùn)輸重量超過(guò)額定承載量，一旦超過(guò)系統(tǒng)所能承受的最大能力，將會(huì)導(dǎo)致張力激增，造成了皮帶斷裂、拉斷。③安裝人員作業(yè)不規(guī)范：輸送機(jī)在安裝調(diào)校時(shí)，需要嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行施工，如果安設(shè)人員責(zé)任心不強(qiáng)或者專業(yè)技術(shù)不過(guò)關(guān)，很有可能造成皮帶安設(shè)的不規(guī)范，從而對(duì)皮帶的張緊力調(diào)校失準(zhǔn)，造成安全隱患。

針對(duì)于上述情況，建議企業(yè)對(duì)皮帶進(jìn)行定期的檢驗(yàn)與維護(hù)，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的管控和培訓(xùn)，加強(qiáng)質(zhì)量過(guò)硬、技術(shù)過(guò)硬的人員設(shè)備。

1.3 機(jī)械部件故障

電機(jī)異響、燒毀：帶式輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果發(fā)生電機(jī)嗡嗡異響，或是達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，通常是由于電機(jī)是三相電只啟動(dòng)了兩相運(yùn)行的情況。在電壓不穩(wěn)定的情況下開(kāi)機(jī)，甚至?xí)l(fā)電機(jī)燒毀，引發(fā)機(jī)電事故。

液力耦合器轉(zhuǎn)速失準(zhǔn)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，或安裝不正確時(shí)，都會(huì)發(fā)生液力耦合器工作機(jī)械達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速的情況。

減速機(jī)異響、震動(dòng)或過(guò)熱：異響主要是受機(jī)器震動(dòng)的影響，減速機(jī)的地腳螺栓會(huì)發(fā)生松動(dòng)或軸承齒輪的發(fā)生磨損、掉齒而引起的；而當(dāng)用于減速機(jī)的潤(rùn)滑油不足或發(fā)生變質(zhì)時(shí)，會(huì)造成機(jī)器過(guò)熱。

針對(duì)上述零部件的故障，建議操作人員每次在帶式輸送機(jī)在啟動(dòng)前，需對(duì)膠帶輸送機(jī)進(jìn)行開(kāi)機(jī)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并進(jìn)行整改，減少部件故障的發(fā)生率。

2 大陽(yáng)礦皮帶機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案研究

大陽(yáng)礦主斜井擔(dān)負(fù)礦井煤炭提升任務(wù)，采用DTL100/70/450S 型固定式帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤炭的提升。為實(shí)時(shí)了解大陽(yáng)礦帶式輸送機(jī)使用工況，提高設(shè)備安全性，本文通過(guò)參考相似礦井的成功經(jīng)驗(yàn)，提出在本礦帶式輸送機(jī)集中實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

2.1 控制對(duì)象分析

DTL100/70/450S 型固定式帶式輸送機(jī)，提升長(zhǎng)度約為840m，運(yùn)輸傾角18°，由主井底煤倉(cāng)給煤，皮帶機(jī)配用電機(jī)電壓6kV，功率710kW。使用的皮帶寬1000mm，型號(hào)ST2500/1000×(8+7.2+8)，該皮帶輸送機(jī)裝設(shè)有防跑偏、急停、溫度、煙霧、縱撕、自動(dòng)灑水、防滑、堆煤、張緊力下降、防逆轉(zhuǎn)和制動(dòng)等保護(hù)裝置，安裝有KXJ127 礦用隔爆兼本安型帶式輸送機(jī)可編程電控裝置。

2.2 地面控制中心

地面控制中心主要由控制臺(tái)、工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示屏幕、監(jiān)視器、電源組成，統(tǒng)一設(shè)置在大陽(yáng)礦機(jī)電管理區(qū)(隊(duì))，控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)采用IPC（計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制）的方式，重點(diǎn)對(duì)中央主皮帶輸送機(jī)和西翼皮帶輸送機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，完成歷史信息記錄、實(shí)時(shí)畫面顯示、自動(dòng)報(bào)警燈信息，具體如圖2所示。

圖2 帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 畫面顯示與操控

在地面控制中心，通過(guò)分屏卡對(duì)井下帶式輸送機(jī)的工作動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分屏顯示，統(tǒng)計(jì)包括輸送機(jī)作業(yè)參數(shù)的動(dòng)態(tài)值、平均值、曲線等數(shù)據(jù)內(nèi)容。

在主操作屏上，主要以鍵盤、觸控、鼠標(biāo)點(diǎn)擊的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)開(kāi)、停、加速、減速等模式的切換。同時(shí)支持帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)配煤膠帶的機(jī)尾進(jìn)行位移的指揮，目的在于當(dāng)本煤倉(cāng)滿倉(cāng)時(shí)，自動(dòng)切換煤流方向轉(zhuǎn)到另一煤倉(cāng)的自動(dòng)配煤功能，以保證煤炭開(kāi)采的接續(xù)性。

2.4 數(shù)據(jù)傳輸與修改

監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖收發(fā)器進(jìn)行光電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換工作，實(shí)現(xiàn)井上與井下的遠(yuǎn)程通信，并在工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，將運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)與機(jī)電管理部門、甚至全礦計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)每條帶式輸送機(jī)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程修改。

3 結(jié)束語(yǔ)

礦用帶式輸送機(jī)在井下惡劣工作環(huán)境中，會(huì)發(fā)生打滑、跑偏、機(jī)械零部件損壞等故障，在對(duì)故障發(fā)生原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以有效掌握輸運(yùn)設(shè)備的工況。在對(duì)大陽(yáng)煤礦帶式輸送機(jī)提出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案后可以得到以下優(yōu)勢(shì)：

（1）設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)。對(duì)進(jìn)行輸運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以確保皮帶機(jī)更多關(guān)鍵的信息被收錄，加以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將會(huì)更有針對(duì)性地對(duì)皮帶部件進(jìn)行維護(hù)。

（2）人性化的體現(xiàn)。從滿足操作人員操作便利性的角度來(lái)講，整個(gè)系統(tǒng)更具有人性化的特點(diǎn)，井下運(yùn)行工況以畫面的形式展示，使原先難以掌握的工作以一種極其簡(jiǎn)便的方式來(lái)使監(jiān)測(cè)。

（3）運(yùn)行成本的降低。運(yùn)行成本也是自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)必須考慮的地方，更有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)、零部件更換，在無(wú)形中降低了各項(xiàng)安全生產(chǎn)事故發(fā)生的概率，對(duì)企業(yè)長(zhǎng)治久安起到了積極作用。