劉華成

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)塔山煤礦，山西 大同 037031）

引言

帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、運(yùn)輸量大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。但是帶式輸送機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中受輸送機(jī)安裝質(zhì)量、管理維護(hù)水平以及各類保護(hù)等限制，輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)跑偏、打滑、磨損等現(xiàn)象，帶式輸送機(jī)一旦出現(xiàn)斷帶后，很容易造成物料大面積灑落，大大增加了輸送機(jī)故障率以及設(shè)備維修費(fèi)用，嚴(yán)重制約著帶式輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)安裝的斷帶抓捕裝置在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在很多問題，主要表現(xiàn)在斷帶時(shí)抓捕不及時(shí)，或者當(dāng)帶式輸送機(jī)在逆轉(zhuǎn)時(shí)，斷帶抓捕裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作，對(duì)輸送機(jī)斷帶抓捕效果差，本文重點(diǎn)介紹一種延時(shí)斷帶抓捕裝置，并對(duì)斷帶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 2301 巷概況

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)塔山煤礦三盤區(qū)2301 巷位于盤區(qū)西翼，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 400 m、寬度為4.5 m、高度為3.5 m，巷道掘進(jìn)煤層為山西組4 號(hào)煤層，平均厚度為3.51 m，傾角為2°，巷道沿4 號(hào)煤層頂?shù)装寰蜻M(jìn)，煤層頂?shù)装鍘r性如表1 所示。

表1 2301 巷掘進(jìn)的4 號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性

2 前期掘進(jìn)期間主要存在的問題

2301 巷采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝,采用一臺(tái)EBZ260 掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，巷道內(nèi)安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機(jī)進(jìn)行出煤，截至2020 年4 月27 日巷道已掘進(jìn)870 m。由于2301 巷掘進(jìn)煤層為石炭系4 號(hào)煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層內(nèi)含多層夾矸，掘進(jìn)后原煤中含大量矸石，采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸時(shí)，輸送機(jī)運(yùn)輸負(fù)荷大、磨損嚴(yán)重，帶式輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)斷帶事故。根據(jù)礦機(jī)電部統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2301 巷在前期掘進(jìn)過程中共計(jì)發(fā)生9起斷帶事故，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)21.8 萬元。

2301 巷安裝的SSJ-800 型帶式輸送機(jī)原采用壓板式撕帶保護(hù)裝置，該裝置安裝在輸送帶下方,當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)撕帶后斷裂的輸送帶與壓板式撕帶保護(hù)裝置接觸，在重力作用下保護(hù)裝置起到保護(hù)作用，及時(shí)對(duì)帶式輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行斷電停機(jī)。帶式輸送機(jī)原撕帶保護(hù)裝置雖然在斷帶事故時(shí)能夠及時(shí)停機(jī)，但是傳統(tǒng)撕帶保護(hù)裝置停機(jī)后，輸送帶斷帶后在重力作用下會(huì)出現(xiàn)回帶現(xiàn)象，很容易造成輸送帶卷入滾筒，同時(shí)當(dāng)輸送機(jī)運(yùn)輸煤矸時(shí)一旦輸送帶斷帶后很容易造成煤矸灑落，增加了人工清理煤矸的勞動(dòng)強(qiáng)度[1-2]。

3 斷帶抓捕裝置設(shè)計(jì)

3.1 斷帶抓捕裝置結(jié)構(gòu)組成

斷帶抓捕裝置主要由機(jī)械部分和液壓系統(tǒng)兩部分組成。

3.1.1 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)

抓捕裝置機(jī)械部分主要由抓捕油缸、連桿、楔型定夾板、滑軌、動(dòng)夾板、摩擦輪等部分組成，如圖1 所示。

圖1 帶式輸送機(jī)斷帶抓捕裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1）兩根連桿一端與抓捕油缸連接，另一端與動(dòng)夾板連接，滑道上下固定安裝一個(gè)楔型定夾板，動(dòng)夾板安裝在軌道上。

2）摩擦輪安裝在上輸送帶下方，并與輸送帶接觸，摩擦輪通過控制系統(tǒng)與雙向觸發(fā)液壓泵連接，摩擦輪隨著輸送帶而運(yùn)動(dòng)。

3）抓捕油缸作用后可使兩個(gè)夾板張開形成角度，從而使兩個(gè)動(dòng)夾板在軌道上上下移動(dòng)，上下夾板移動(dòng)到位后通過楔型定夾板在摩擦制動(dòng)作用下使上下輸送帶夾住。

3.1.2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

斷帶抓捕裝置液壓系統(tǒng)主要由觸發(fā)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)和抓捕機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)兩部分組成，裝置通過這兩個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)斷帶進(jìn)行準(zhǔn)確抓捕。

1）觸發(fā)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)：觸發(fā)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、油缸等部分組成；液壓泵為雙向泵結(jié)構(gòu)，內(nèi)置彈簧，通過該彈簧使內(nèi)部活塞桿在無動(dòng)作作用下處于收縮狀態(tài)。

2）抓捕機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)由抓捕液壓泵、抓捕油缸、蓄能器、調(diào)速閥、二位四通換向閥、壓力繼電器等部分組成。帶式輸送機(jī)未出現(xiàn)斷帶時(shí)二位四通換向閥位于右側(cè)，系統(tǒng)供液量小，抓捕結(jié)構(gòu)不動(dòng)作；當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)斷帶后二位四通換向閥在油缸活塞桿作用下推至左側(cè)，此時(shí)可對(duì)抓捕油缸內(nèi)提供大量油液，使其進(jìn)行抓捕動(dòng)作。

3.2 裝置工作原理

1）當(dāng)帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抓捕裝置中的上下夾板處于輸送機(jī)上下皮帶之間，同時(shí)處于閉合狀態(tài)；同時(shí)摩擦輪緊貼上輸送帶，隨著輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)摩擦輪低速正向轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦輪慢速帶動(dòng)連接的觸發(fā)液壓泵，此時(shí)液壓泵產(chǎn)生的壓力無法有效克制活塞桿彈簧阻力，活塞桿無法伸張移動(dòng)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，從而有效解決了輸送帶打滑時(shí)出現(xiàn)誤保護(hù)動(dòng)作。

2）當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)斷帶后輸送帶在重力作用方向下滑動(dòng)，此時(shí)摩擦輪隨之方向快速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)摩擦輪連接的觸發(fā)液壓泵快速轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生高壓，壓力遠(yuǎn)大于彈簧阻力，從而使活塞桿移動(dòng)并推動(dòng)抓捕機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)中的二位四通換向閥，抓捕油缸動(dòng)作保護(hù)，使兩個(gè)連接桿在滑軌上上下移動(dòng)，上連接桿將上輸送帶挑起，下連接桿將下輸送帶下壓。

3）連接桿在挑起過程中若輸送帶上存在物料時(shí)，在重力作用下物料自動(dòng)下滑，從而達(dá)到自動(dòng)清理輸送帶的目的，保證了輸送帶抓捕過程中的作用力，避免在抓捕過程中因輸送帶存在煤矸粉時(shí)導(dǎo)致抓捕摩擦力降低，影響抓捕效果。

4）隨之連接桿繼續(xù)在滑道上移動(dòng)，當(dāng)連接桿移動(dòng)到位后，夾板最終與固定在機(jī)架上的楔形定夾板接觸，此時(shí)輸送帶被擠壓固定在兩個(gè)夾板之間，實(shí)現(xiàn)斷帶自鎖的功能；斷帶自鎖過程中隨著斷帶下滑力越來越小，自鎖強(qiáng)度越來越大。

4 裝置優(yōu)點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用效果

4.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

1）該裝置利用摩擦輪監(jiān)測(cè)輸送帶運(yùn)行情況，根據(jù)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)快慢以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向判斷輸送帶是否斷帶，判斷準(zhǔn)確度高，當(dāng)輸送帶斷帶后利用液壓油缸控制夾板移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送帶的抓捕，抓捕動(dòng)作靈敏可靠，自動(dòng)化水平高，實(shí)際應(yīng)用效果好。

2）傳統(tǒng)撕帶、斷帶保護(hù)裝置檢測(cè)時(shí)，當(dāng)輸送帶斷帶后通過斷帶重力感應(yīng)及時(shí)停機(jī)，但是很容易出現(xiàn)誤保護(hù)動(dòng)作，如當(dāng)運(yùn)輸?shù)拿喉返渲裂b置后裝置同樣會(huì)作出保護(hù)動(dòng)作；而斷帶抓捕裝置利用液壓系統(tǒng)及時(shí)對(duì)斷層進(jìn)行抓捕，抓捕效果好，避免誤保護(hù)現(xiàn)象。

3）該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作維護(hù)，而且整套裝置制造成本費(fèi)用低，同時(shí)該裝置可適用于不同型號(hào)的帶式輸送機(jī)，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域廣[3-5]。

4.2 實(shí)際應(yīng)用效果分析

2020 年4 月塔山礦機(jī)電部對(duì)三盤區(qū)2301 巷內(nèi)的帶式輸送機(jī)安裝了三套斷帶抓捕裝置。截至8 月12 日巷道已掘進(jìn)到位，通過4 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，巷道在后期掘進(jìn)過程中共計(jì)出現(xiàn)四起斷帶事故，斷帶后抓捕裝置及時(shí)對(duì)斷帶進(jìn)行抓捕，避免了輸送帶斷帶后大面積撒料現(xiàn)象，同時(shí)在此期間未發(fā)生一起誤動(dòng)作現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

塔山煤礦針對(duì)2301 巷前期掘進(jìn)期間帶式輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，對(duì)原斷帶保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化，采用了其他斷帶抓捕裝置，通過實(shí)際應(yīng)用效果來看，該裝置自動(dòng)水平高、斷帶抓捕效果好、操作維護(hù)方便，大大提高了斷帶抓捕效果，避免了斷帶誤動(dòng)作現(xiàn)象，取得了顯著應(yīng)用成效。