劉永生
(西山煤電集團有限公司東曲選煤廠, 山西 太原 030200)
帶式輸送機在選煤行業應用普遍,具有輸送量大、運輸距離長、承載能力強、運行平穩、安全可靠等特點。帶式輸送機一般由電動機、傳動裝置、滾筒、機架、托輥、膠帶、拉緊裝置、清掃裝置、制動裝置等組成,其工作原理是輸送帶連接成封閉環形,用張緊裝置將它們張緊,在電動機的驅動下,靠輸送帶與驅動滾簡之間的摩擦力,使輸送帶連續運轉,從而達到將貨載由裝載端運到卸載端的目的。
皮帶機正常運行后,皮帶與主滾筒之間產生的向前摩擦力等于皮帶與托輥及其他滾筒產生的向后摩擦力,此時,皮帶速度等于滾筒外表面線速度。當皮帶與主滾筒之間產生的向前摩擦力減小到一定數值時,皮帶的速度就會減小,并與主滾筒的轉速產生差值,這時皮帶機打滑。皮帶機打滑會造成物料撒落、機尾溜槽堆煤,嚴重時更會引起皮帶磨斷、電機燒毀等嚴重事故,給原煤安全生產帶來嚴重隱患。
當礦井出水,煤流到皮帶內或崗位司機在打掃衛生不慎將水沖進皮帶內表面時,隨著皮帶運動至主滾筒,兩者之間的接觸條件會發生改變,水流起到了潤滑作用導致摩擦系數會大大減小。當水流在主滾筒積聚較多后,皮帶受到的摩擦力不足,不能支持皮帶向前運動,此時皮帶速度就會減小,發生皮帶打滑。
滾筒包膠是皮帶輸送運輸系統中的重要組成部分,包膠后的滾筒能有效改善輸送系統的運行狀況,保護金屬滾筒不被磨損并增大皮帶與滾筒間的表面摩擦力,能有效地防止滾筒與皮帶之間的滑動摩擦,減少皮帶打滑現象。但當皮帶機運行多年后,包膠受材料老化發生變形或嚴重磨損后,其與皮帶之間的摩擦系數會急劇減小,這就會引起皮帶打滑。
皮帶張緊方式一般有三種:機尾絲杠張緊、重錘式張緊和吊擔滾筒張緊。一般在較長的傾斜皮帶中采用重錘及吊擔滾筒式張緊。但受到配重跌落、跑輪卡死、吊擔滾筒行程不足、皮帶使用多年導致過度拉伸等因素影響,皮帶的張緊力會嚴重不足。由于是較長的傾斜皮帶,一旦發生打滑現象,會造成大量物料灑落、堆積,處理難度大,影響時間長。而對于水平短皮帶,采用的是機尾絲杠式張緊。但由于絲杠銹死、預緊力不足、皮帶過渡拉伸等因素影響,長時間使用后也會發生張緊力不足,導致摩擦力減小,發生皮帶打滑現象。
皮帶機機頭溜槽發生堆煤后,如因堆煤保護開關失效,物料在機頭越堆越多,甚至將機頭及附近地面埋掉,從而壓死皮帶。隨著主滾筒的不斷運動,與之接觸的一段皮帶溫度會急劇升高,短短幾分鐘就能磨斷皮帶,從而帶來較大經濟損失并危及人身安全。
皮帶煤量過大引起的打滑常常是電機能力不足導致的,尤其是非正常停車后皮帶存有大量物料,這種帶負荷啟車會對設備造成很大傷害,極易引起電機燒壞。因此,集控操作人員要密切注意皮帶秤數值并通過減小給煤機插板開啟度來控制煤量大小。一旦發生重載停機,崗位司機可先嘗試慢速起動,通過點動兩下再啟動,充分利用皮帶慣性克服打滑現象,但當此操作無效時,應避免多次嘗試,應通過清理皮帶上的存煤降低皮帶機負荷。
機尾滾筒軸承抱死或有大塊物料進入、皮帶機上下托輥卡死以及機尾溜槽有異物掛住皮帶,也會造成皮帶機打滑。其直接原因就是增加了皮帶機運行阻力,使主滾筒與皮帶發生了相對位移的摩擦,長時間運行后會造成皮帶設備的損壞。
1)皮帶機發生打滑現象頻繁,事后處理難度大,嚴重影響原煤安全生產。經過現場反復勘察及長時間市場調研,決定采用皮帶機打滑保護開關。該保護主從探頭檢測主滾筒,改向滾筒處的磁塊信號生成點產生的脈沖頻率信號,交替顯示相應的轉速。當出現轉速不一致時,可在10 s內控制繼電器吸合,停止皮帶機運轉,有效降低了皮帶機發生打滑現象后事故的擴大化。
2)對大功率皮帶機增加軟啟動保護裝置。皮帶機軟啟動就是帶式運輸機由靜止逐漸無極加速到額定速度。它的優點是避免了啟動時的沖擊力,即對皮帶、電機、皮帶架沒有沖擊力,尤其是對皮帶的張力要求降低,大大避免了皮帶打滑現象的發生并可以重載啟動,減小啟動電流和對電網的沖擊。
3)對主滾筒進行陶瓷包膠。該膠板采用陶瓷顆粒附著膠板表面,可有效增大驅動滾筒與皮帶間的摩擦力,通過實驗也能得出陶瓷包膠相對于橡膠包膠摩擦系數增大2~3倍,雖然陶瓷膠板的價格較貴,一般為橡膠膠板價格的3倍,但陶瓷膠板使用壽命較長,一般普通橡膠膠板使用兩年后就得因膠皮磨損而更換,而相同工作條件下的陶瓷膠板可以使用10年以上。
4)加強生產調度協調和設備檢修制度的貫徹執行,避免因水煤及設備本身問題導致的皮帶打滑事故發生,全力保障原煤安全生產。
皮帶機打滑現象給選煤廠安全生產運行帶來很大隱患,因此應加強各方面管理制度、提高檢修維護水平并利用現代高科技手段,使設備運行可靠、使用壽命延長,最終提高煤礦企業生產效益。