煤礦生產中大傾角帶式輸送機的控制保護

摘要：在煤礦生產施工中，大傾角帶式輸送機出現斷帶事故會出現嚴重后果，很可能對皮帶機造成長距離的破壞，嚴重威脅到安全生產，我們只能在管理中不斷創新，才能夠保障原煤正常拉運。本文談談煤礦生產中大傾角帶式輸送機的控制保護。

關鍵詞：大傾角；皮帶運輸；保護

中圖分類號： TD528+. 1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

在煤礦生產中，由于帶式運輸機具有可長距離、大運量、 連續運輸的優勢，并且運行可靠，容易實現自動控制，因此得到了廣泛的應用。隨著煤礦巖巷生產的機械化和自動化水平的不斷提高，對礦井的運輸設備的要求也越來越高。在東歡坨礦，大傾角下運皮帶被得到廣泛應用，但是在應用中遇到的一系列問題威脅到皮帶安全運輸。為了使皮帶機能夠正常拉運，必須考慮如何管理和創新，特別要考慮到皮帶機膠帶防斷帶的管理方法。

一、大傾角帶式輸送的問題

大傾角帶式輸送機的應用，可以極大的提高生產效率，改變過去刮板運輸機低效率、高投入的狀況，而且帶式輸送機便于管理和維護，可以直接將煤、矸石直接運輸至主運皮帶。

在生產施工中，在大傾角巷道下的皮帶機運輸，往往會出現一系列有關生產安全的問題，如矸石飛濺、皮帶打滑、保護裝置誤動作等問題。在生產管理中不斷創新改造，解決下運皮帶在運輸中出現的各類問題，對下山皮帶進行有效科學的管理，能夠保障我礦原煤正常拉運，保障人員設備安全，可以創造更大的經濟效益。

二、大傾角帶式輸送機的控制保護

下運帶式輸送機的關鍵設備是制動裝置。近年來，輸送機的制動問題越來越突出，甚至曾經發生過由于制動裝置的制動力矩下降，致使輸送帶不斷加速，運行速度失控，發生“飛車”，甚至將電動機轉子甩壞的重大事故。輸送機的制動問題頻發，主要是由于大型輸送機系統從運行狀態到停機的過程中，所產生的巨大的機械能，除了一部分被輸送機的運行阻力所消耗外，剩余的能量都需要由制動裝置來消耗，所以當制動裝置設置得不合理時，將極易導致制動裝置損壞、閘瓦燒壞等事故。制動器的制動表面需經“跑合”達到完全接觸時才能達到設計的摩擦系數。因此，制動設備必須進行調整以補償這一“跑合”過程。目前國內的制動方式有三種：機械式摩擦制動裝置、液力制動裝置、液壓制動裝置。其中機械式摩擦制動裝置常用的有塊式制動器、帶式制動器及自冷盤式制動器等設備。這三種制動方式都具有較好的防爆性能和安全性能。

與普通帶式輸送機相比，大傾角帶式輸送機除了保證輸送傾角外，在其控制和保護方面也有一些特殊的要求。特別是對下運來說，這一點更為重要。

（1）勻減速制動停車控制

大傾角下運帶式輸送機的停車減速度應限定在0.1～0.3m/s2范圍內，這是因為在帶載停車過程中，如果制動減速度過大的話，將會引起物料與輸送帶之間的滑動、塊狀物料滾動，甚至輸送帶和傳動滾筒發生打滑以至飛車等嚴重后果；

（2）電動機的同步投入起動控制

當下運帶式輸送機在負阻工況下起動時，為了使起動更加平穩，不能一開始就給電動機送電，這是因為系統阻力矩與電動機起動力矩是同向的，輸送帶將在兩個力矩的共同作用下起動，會使加速度增大。正確的做法是要讓輸送機在制動器的作用下制動下滑，等到電動機轉速達到同步轉速時，再給電動機送電，這樣會減小沖擊使起動更加平穩。通常考慮到繼電器的動作時間，同步投入轉速整定到小于同步轉速而大于額定轉速。

（3）電動機起動

當輸送機空載或輕載起動時，茬制動器處于全松閘時，電動機的轉速在一定時間內達不到同步投入轉速或者較低，這時需要采用電動機強迫起動。

（4）電動初，運轉中的超速保護

大傾角下運帶式輸送機的電動機通常工作于發電制動狀態，由籠型三相異步電動機的機械特性可知，當負載力矩超過電動機的最大發電制動力矩時，電動機的轉速上升，制動力矩下降，以致發生嚴重的“飛車”事故。因此，要求保護系統必須有電機轉速檢測回路。我們把電機超速分為兩個級別，即超速I和超速II。①超速I保護。當載送機上的載荷超過額定負載一定量時，電機轉速增加，此時應停止向輸送機加載或減載，因為電機潛在著嚴重的超速危險。在停止或減少加載后，轉速將下降，待轉速恢復正常后又可繼續加載。我們把停止或減少向輸送機加載對應的轉速稱為超速I。②超速II保護。當輸送機上的載荷使得電動機的轉速接近于發電制動臨界轉速時，說明系統處于嚴重的超載工況，停止加載已無法解決，應立即發出停車信號，此工況下，對應的電機轉速叫超速II。至于超速I、II對應的具體轉速值，應根據具體的電機特性而定。

（5）運轉中輸送帶的打滑保護

大傾角下運帶式輸送機的打滑分兩種情況。①打滑I保護。它主要由于輸送帶與驅動滾筒間的摩擦系數降低和超載，歐拉摩擦條件破壞，輸送帶與驅動滾筒間產生相對滑動，并且帶速高于驅動滾筒的表面線速度，該打滑即為打滑I。此種打滑如不解除，不僅造成帶的磨損，更嚴重的是由于摩擦發熱可能導致帶的燃燒和引起瓦斯、煤塵的爆炸。因此，要求檢測系統能隨時檢測輸送帶的運行速度，一般如超過額定速度的10%左右，便發出信號。解除這種打滑的方法是停止加載或減載。②打滑II保護。所謂打滑II是由于運行中的輸送帶被某物擠住，其速度低于額定速度而產生打滑現象。此種打滑現象不僅可能產生如同打滑I時的后果，而且還可能造成撕帶等事故，故要求檢測系統能檢測帶速，當帶速低至額定轉速的70%左右時，發出打滑Ⅱ信號，此時輸送機制動停車。

（6）斷帶保護

由于輸送傾角較大，因此應有斷帶保護裝置。

三、應用實施情況

東歡坨礦現已對北二下山皮帶進行了技術改造和規范管理，在實施期間，對沿線600米皮帶行人側設計安裝了防護網（采用50角鐵、M16×90螺絲、寬1米鐵絲網）；在防護網立柱上設計制作了皮帶保護支架（將皮帶保護安裝高度調高，制作保護專用盒）；為了防止皮帶打滑設計安裝皮帶主驅動裝置必須安裝在上山，并安裝APZ型閘盤防止皮帶打滑；防止斷帶傷人，制訂嚴格的檢修管理制度，安排專人每班對帶口進行檢驗，并在沿線每隔30米安裝制作龍門架（采用120mm槽鋼，M16×90螺絲），高度為900mm，并在龍門架上安裝1000mm×900mm皮帶，防止大塊滾落加速度過大傷人。

在大傾角下山皮帶安全管理中，我們始終堅持安全第一的路線方針，防止了下山皮帶矸石滾落傷人，煤泥飛濺，皮帶打滑跑偏，縱撕斷帶事故，防止了巷道撒煤，保證了巷道環境衛生。

參考文獻

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