李軍輝

(山西西山晉興能源公司 斜溝煤礦,山西 呂梁 033100)

隨著國內(nèi)煤炭行業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)能不斷釋放，資源豐富的礦山充分發(fā)揮主觀能動性，樹立高產(chǎn)高效的發(fā)展理念，同時緊跟科學技術(shù)發(fā)展腳步，全力優(yōu)化現(xiàn)有煤炭生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備，例如膠帶輸送機。其具有輸送連續(xù)性、運速快、運量大、運行距離長等優(yōu)點，一直作為礦井生產(chǎn)高效的輸送設(shè)備。但隨著膠帶輸送機設(shè)備尺寸不斷增大，防撕保護裝置效果并不理想。當遇到異型物卡滯時，極易引起膠帶機發(fā)生撕裂事故，產(chǎn)生的后果不可估量。因此膠帶輸送機的穩(wěn)定運行是礦井運輸環(huán)節(jié)的重中之重，需研制安全可靠的保護裝置[1-2]。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

膠帶輸送機配置的縱向撕裂傳感器對輸送帶運行過程中發(fā)生的破壞進行實時研判，根據(jù)研判結(jié)果傳輸出預警信息[3-5]。詳細過程為：信號獲取輸送帶表面圖像，并通過特定識別算法對采集到的輸送帶信號變化進行分析。當輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，信號將呈現(xiàn)出特定的變化，即可實現(xiàn)對輸送帶是否出現(xiàn)縱向撕裂進行判定，該種技術(shù)方法目前應用較為廣泛[6]。

采用的縱向傳感器應用在膠帶撕裂保護中組成如圖1所示，系統(tǒng)組成設(shè)備均為本安隔爆型，具體有控制器與電源箱，速度傳感器，煙霧傳感器，遠程控制箱，KT24，跑偏控制器，撕裂傳感器等。

圖1 縱向撕裂保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

雖然該撕裂保護系統(tǒng)在理論上能及時預警輸送帶發(fā)生的破裂，但在實際生產(chǎn)過程中受各種生產(chǎn)環(huán)境條件限制，未能將縱向撕裂傳感器的優(yōu)勢盡數(shù)發(fā)揮出來，偶爾還是會發(fā)生事故。因此需研發(fā)一種輔助裝置，配合保護系統(tǒng)工作，實現(xiàn)雙重保護狀態(tài)，為生產(chǎn)運行提供切實保障。

2 自制保護設(shè)備制造機理與作用方法

2.1 異形體卡滯超前保護原理

由于膠帶輸送機膠帶鋼繩芯縱向分布，橫向強度較低，因此異型煤巖體穿卡是造成膠帶縱向撕裂的主要原因，而且撕裂部分通常在轉(zhuǎn)載機給煤點附近。因此膠帶輸送機運行時，轉(zhuǎn)載機難免有異形煤巖體或者其他金屬不規(guī)則構(gòu)件(以下通常異形體)下落至膠帶時由于慣性和自由落體雙重作用下，可能會卡滯膠帶，且隨著膠帶的運行，此時若異形體上下端受阻于防跑偏裝置、托輥架或者托輥處，這樣異形體類似于切割機將膠帶縱向撕開，隨著膠帶不停運行，撕裂事故會越來越嚴重。所以只有及時檢測異形體是否發(fā)生卡滯現(xiàn)象，才能遏制縱撕事故的發(fā)生。

因此，通過上述分析可知，卡滯膠帶的異形體會對受阻點產(chǎn)生反方向的附加力，且持續(xù)存在，可以考慮增設(shè)受力傳感器，對水平附加力進行動態(tài)監(jiān)控，有效防止異形體對膠帶的持續(xù)破壞。

2.2 異形體卡滯保護方法

由于異形體卡滯膠帶后，其上下端受阻后的力均會體現(xiàn)在上托輥，因此托輥處的附加壓力可以代表異形體整體受力。當膠帶輸送機正常運行時，由于滾動摩擦力的作用，承重的輸送帶下表面會帶動上托輥同步滾動，壓力傳感器根據(jù)這個滾動摩擦力開始工作。若異形體突然卡滯膠帶時,壓力傳感器會監(jiān)測到卡在上托輥處的附加壓力，這個附加壓力的值必定要比滾動摩擦力的值要大。

因此，根據(jù)壓力傳感器監(jiān)測到附加壓力值的突然變化，作為異形體破壞膠帶的判定依據(jù)，然后通過檢測系統(tǒng)對壓力傳感器輸出信號的判別，即可發(fā)出警示指令，實現(xiàn)超前預防異形體破壞膠帶事故。

2.3 防異形體卡滯裝置

為了檢測是否有異物卡滯膠帶，根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，對轉(zhuǎn)載機落煤點30 m內(nèi)的托輥架進行改造，托輥大架6 m一組，共5組。將每一組托輥H架5個上托輥用4 mm直徑的鋼絲繩連成一個整體，每組上托輥下部均安裝滾動輪,滾動輪與上托輥用緩沖連接桿固定成一體，整體用滑動軌道，壓力傳感器一端采用螺栓與緩沖連接桿相連，另一端固定在的托輥大架(H架)上。綜合考慮摩擦力、卡滯阻力與膠帶的運行方向關(guān)系，壓力傳感器安裝在活動托輥架的右側(cè)。如圖2所示。

圖2 防異形體卡滯裝置

由圖2可知，在輸送機正常運行當中，緩沖連接桿僅受到膠帶的摩擦力，該摩擦力相對穩(wěn)定。當出現(xiàn)異形體卡滯膠帶時，膠帶驅(qū)動機會持續(xù)運行，異形體會卡在上托輥與大架連接掛鉤處，這樣緩沖連接桿會產(chǎn)生額外水平附加力F。由于每一組5個上托輥用4 mm鋼絲繩連成一整體，且下部安裝的滾輪有滑動軌道支撐，那么異形體只要有卡滯，這個附加力通過向右傳遞到壓力傳感器上。通過系統(tǒng)設(shè)定值判定，傳輸出信號指令控制輸送機停機，實現(xiàn)超前預防膠帶撕裂事故的發(fā)生。

3 技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)點

目前通用的防撕裂保護只能在特定情況(在膠帶輸送機上方有煤且發(fā)生于膠帶中部的縱向撕裂)下起到保護作用。而自制膠帶防撕裂保護裝置可以在膠帶輸送機高頻事故段，無論膠帶輸送機上方有煤與否，均起到對膠帶輸送機膠帶保護作用。若共同使用防撕裂保護，可以全方位提升膠帶輸送機的防撕裂能力，及時發(fā)現(xiàn)隱患，快速解決難題，全面減少膠帶撕裂事故。同時該膠帶防撕裂保護裝置制作中使用配件及材料簡單，安裝及拆卸方便，價格低廉，對設(shè)備的正常穩(wěn)定運行提供強大的動力援助，能夠為高產(chǎn)高效化生產(chǎn)打下扎實基礎(chǔ)。