張厚全

（棗礦集團蔣莊煤礦，滕州 277519）

煤炭行業(yè)是我國不可或缺的能源行業(yè)。煤礦企業(yè)是我國重要的能源企業(yè)，在保證我國戰(zhàn)略能源安全方面扮演著重要角色。當(dāng)前我國煤礦已經(jīng)進入高質(zhì)量發(fā)展階段，大中型煤礦的產(chǎn)量越來越高。相對于其他運輸方式，帶式輸送機運輸效率較高，是國內(nèi)煤礦青睞的運輸方式。但是，各種類型的輸送機撕帶事故嚴重影響了井下生產(chǎn)。因此，對煤礦機電運輸撕帶事故及應(yīng)對措施進行分析具有重要意義。

1 煤礦機電運輸撕帶事故發(fā)生的主要原因

1.1 皮帶運輸機的接頭位置質(zhì)量不達標(biāo)

接頭質(zhì)量不達標(biāo)，導(dǎo)致撕帶事故時有發(fā)生。當(dāng)前輸送機使用的接頭多為機械接頭和硫化接頭[1]。機械接頭多數(shù)為金屬連接扣和輸送機連接板。雖然選擇使用這種類型的接頭較為便捷，使用成本也相對較低，但是隨著使用時間的延長，接頭位置會出現(xiàn)較為明顯的磨損，金屬連接扣會出現(xiàn)被磨平的問題，嚴重時可導(dǎo)致脫扣，且脫扣位置會出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題，增加了撕帶甚至斷帶事故發(fā)生的概率。硫化接頭雖然可以保證較高的接頭效率，但是在使用的過程中費用較高，安裝工藝較為麻煩，易出現(xiàn)老化問題，接頭工藝相對較差。

1.2 輸送機鐵器等部件的管理防護工作不到位

從當(dāng)前因鐵器問題導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)撕裂的情況來看，很多情況是由于管理不到位導(dǎo)致的。例如，部分長期受到振動影響的輸送機，由于沒有采取多重的防護措施，容易出現(xiàn)鐵器脫落問題。在具體管理的過程中，運輸系統(tǒng)中鐵板管理疏漏，沒有嚴格按照專人負責(zé)的方式管理。此外，日常檢查工作不到位，鐵板在出現(xiàn)松動后沒有被及時發(fā)現(xiàn)。部分井下員工在輸送帶周邊作業(yè)時，沒有將作業(yè)現(xiàn)場清理干凈，導(dǎo)致設(shè)備零件、工器具遺落在輸送帶上，增加了皮帶出現(xiàn)撕裂的風(fēng)險[2]。部分情況下，技術(shù)人員未及時回收支護材料，會導(dǎo)致錨桿片等進入皮帶發(fā)生撕裂事故。

1.3 帶式輸送機維修保養(yǎng)工作不到位

隨著煤礦開采強度的不斷加大，皮帶工作的壓力隨之增加。加上井下較為潮濕，煤塵等各種負面影響較大，需要及時維護和保養(yǎng)輸送機，才能更好地保證皮帶的運行效果，降低撕帶事故發(fā)生的概率。但是，從當(dāng)前輸送機的使用情況來看，輸送機沿線檢查不到位問題明顯，并沒有嚴格按照規(guī)定定期檢查和維護保養(yǎng)，甚至存在發(fā)現(xiàn)隱患后沒有及時有效處理的情況，大大增加了撕帶事故發(fā)生的概率。

2 煤礦機電運輸撕帶事故的主要應(yīng)對措施

2.1 設(shè)計煤礦機電運輸防撕帶保護系統(tǒng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，在防止機電運輸出現(xiàn)撕帶事故的過程中，可充分利用智能化技術(shù)提升防撕帶的智能化水平。具體實施中，可選擇使用激光裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的照相機、肉眼作為視覺傳遞信息。該系統(tǒng)主要包含數(shù)據(jù)采集器、急停裝置、金屬感應(yīng)器、信息傳感器、異物清理器及可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等，組成如圖1所示。

圖1 帶式輸送機防撕帶保護系統(tǒng)工作原理圖

技術(shù)人員將該裝置安裝到帶式輸送機的機頭皮帶架和上下兩側(cè)，將采集的圖像、信號等通過光纖傳遞到地面進行計算和分析。如果皮帶在運輸過程中含有金屬異物，金屬感應(yīng)器可在第一時間報警。此時，數(shù)據(jù)采集信號會獲取報警裝置信息，并利用光纖將其傳遞到傳感器。PLC直接操控金屬感應(yīng)器、高壓噴頭傳感器及電機等。傳感器、水泵及高壓噴頭組成了異物清理區(qū)。

系統(tǒng)工作過程中，金屬感應(yīng)器會全面探測皮帶運輸機的尾部、頭部及中部是否存在金屬異物。探測到金屬異物后，系統(tǒng)會將信號傳遞到傳感器。傳感器接收信號后，將信號傳給PLC。系統(tǒng)中的異物清理裝置和激光裝置會同時接收信號，啟動清理裝置全面清理金屬異物。同時，激光裝置會在尾部再次掃描皮帶，并將掃描獲取的信號傳遞到計算機，利用計算機對數(shù)據(jù)進行分析處理后形成圖像。技術(shù)人員可根據(jù)圖像判斷異物的形狀、大小等，且將得到的數(shù)據(jù)、圖像顯示在調(diào)度屏幕上。PLC受到異物信號后會觸發(fā)急停裝置，且技術(shù)人員同步收到信號，對異物進行全面處理。反之，如果金屬探測器沒有探測到異物，激光裝置不會進入運行狀態(tài)。安裝在機頭位置的檢測儀器處于24 h工作狀態(tài)，可以防止皮帶出現(xiàn)跑偏事故[3]。在皮帶工作的過程中，檢測儀距離皮帶兩側(cè)大約50 mm的位置發(fā)出紅外線，在機尾位置有接收裝置。若接收裝置接收不到信號，PLC將發(fā)出急停信號，技術(shù)人員收到信號后，將第一時間到現(xiàn)場進行處理。

2.2 選擇使用新型輸送帶

隨著技術(shù)的不斷更新與完善，將新型輸送帶應(yīng)用于煤礦機電可較好地提升輸送帶的防撕帶效果。例如，選擇使用鋼絲繩芯的輸送帶不僅強度大，而且抗沖擊性強，使用時間也較長，耐曲撓性相對較好。芳綸材料質(zhì)量相對較小，抗撕裂性也相對較好[4]。配合使用芳綸作為骨架材料，可以有效解決該類材料在使用過程中存在運行能耗相對較高的問題。若帶強相等時，整體的質(zhì)量相對于傳統(tǒng)材質(zhì)可以降低50%左右。表1是兩種輸送帶的技術(shù)指標(biāo)。

表1 鋼絲繩芯輸送帶與芳綸輸送帶技術(shù)性能指標(biāo)

2.3 安裝帶式輸送機防撕裂保護裝置

生產(chǎn)過程中，為了更好地提升礦井出煤量，帶式輸送機的運行速率至關(guān)重要。帶式輸送機運行速度較快，僅僅依靠技術(shù)人員通過人工巡查來防止出現(xiàn)撕帶問題是不現(xiàn)實的。因為煤礦井下環(huán)境較為惡劣，光線相對較暗，在發(fā)生這些故障后，外界因素的干擾會直接影響人的判斷。所以，在帶式輸送機工作的過程中，安裝防撕裂保護裝置十分重要。具體實施中，可以選取開關(guān)式防護裝置安裝到輸送機的轉(zhuǎn)載點周邊。該防護裝置包含有一道拉繩裝置和兩組翻板裝置。翻板裝置安裝距離設(shè)置為10 m，在下輸送帶表面的上方位置。若輸送帶工作時帶上有凸起物品且不能有效甩脫時，翻板會被連續(xù)觸碰出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在翻板上安裝有電磁傳感器，若在3 s內(nèi)兩個傳感器同時發(fā)出動作，就會出現(xiàn)停機。拉繩撕裂保護原理是在上輸送帶下方設(shè)置一道拉繩。如果輸送帶在工作過程中出現(xiàn)撕裂問題，物體會從輸送帶上掉落觸碰拉繩，導(dǎo)致拉繩出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)問題。邊上的傳感器感受到觸碰，會導(dǎo)致輸送機停止工作。選擇這種防護裝置可以在輸送帶帶面有撕裂、刺破等出現(xiàn)時，及時給工作人員發(fā)出告警信號，也可以將輸送機直接停機。

2.4 全面增強鐵器管理，嚴防鐵器進入運輸系統(tǒng)

技術(shù)人員在完成檢修作業(yè)后，需要安排專業(yè)人員清理現(xiàn)場的鐵器與雜質(zhì)等，尤其是在完成電氣焊作業(yè)后，需要將現(xiàn)場的鐵制物及其他類型的雜物全部清理干凈。在輸送帶周邊及溜煤眼的附近，不能存在有可能劃傷輸送帶的物件。同時，對于井下使用的金屬片、護網(wǎng)、鐵板及鉆桿等，應(yīng)當(dāng)采取編號管理的方式，將管理責(zé)任落實到具體人，夯實管理責(zé)任。對于運輸系統(tǒng)中使用的鐵板，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取鈍化處理方式。特別是對于重點位置，應(yīng)當(dāng)采取包邊處理的方式，從而最大限度降低鐵器對輸送帶的損傷。對于牢固性不足的位置，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時進行加固。對于井下容易進入煤流系統(tǒng)的部件，應(yīng)當(dāng)采取嚴格的防脫落措施。例如，可以在護煤板上安裝防護鏈繩。對于支護上所用的網(wǎng)片、錨桿及各種類型的鋼帶，應(yīng)當(dāng)采取集中管理的方式[5]。在運輸錨桿、工字鋼等物品時，嚴禁使用輸送機運輸，且可以在運輸系統(tǒng)的合適位置安裝除鐵器。同時，為了保證除鐵器的使用效果，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)至少每3個月測試一次除鐵器的使用效果，保證除鐵器磁場強度可以滿足使用效果。當(dāng)前使用的永磁式除鐵器，在使用過程中磁場強度會隨著時間的不斷延長隨之下降，因此在使用過程中應(yīng)當(dāng)避免使用。

2.5 全面加強對皮帶的維護管理

全面增強對皮帶的維護管理，對降低撕帶事故發(fā)生的概率十分關(guān)鍵。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)每天檢查皮帶接頭位置是否有老化問題，鋼絲繩是否有翹起、毛邊、劃傷等異常情況。同時，定期選擇使用專用儀器對皮帶硫化接頭和皮帶內(nèi)部的鋼絲繩進行探傷檢查，若發(fā)現(xiàn)接頭破損、空鼓及斷絲問題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時處理。特別是對修補過的帶面，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重點巡查，縮短巡檢周期。對于出現(xiàn)老化的機械接頭，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重新安裝。若使用時間已經(jīng)較長，皮帶表面已經(jīng)出現(xiàn)較多損傷，使用效果相對較差，應(yīng)當(dāng)及時更換輸送帶。此外，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)定期檢查滾筒軸承蓋的實際緊固情況，及時了解和掌握軸承的實際潤滑狀態(tài)，若有異常，必須及時解決。技術(shù)人員除了加強對皮帶面運行情況的監(jiān)護外，還應(yīng)當(dāng)對中部槽、受料點、轉(zhuǎn)載點等部位進行全面檢查，全面分析焊接質(zhì)量。如果出現(xiàn)焊接不牢靠、開焊等問題，應(yīng)當(dāng)及時進行處理。開機前，要全面檢查皮帶上是否有遺漏的工器具，嚴防出現(xiàn)皮帶撕裂問題。

3 結(jié)語

煤礦機電運輸實效相對于先前雖然有了明顯提升，但是各種類型的撕帶事故仍時有發(fā)生，嚴重影響煤礦井下的運輸效果。從當(dāng)前導(dǎo)致撕帶事故發(fā)生的原因來看，不僅有設(shè)備、技術(shù)原因，還有很多人為因素。因此，煤礦必須高度重視帶式輸送機撕帶事故，采取針對性措施降低撕帶事故發(fā)生的概率，更好地保證煤礦機電運輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。