煤礦用鋼絲繩芯輸送帶接頭壽命研究

馮偉偉

（陽泉煤業（集團）有限責任公司奧倫膠帶分公司，山西　陽泉　045000）

引言

煤礦用鋼絲繩芯輸送帶具有抗拉強度高、耐曲撓疲勞、伸長率小、抗沖擊性能優越、運量大、可靠性高的特點，作為煤礦高產高效運輸的重要運輸工具，對于煤礦的安全運行和正常生產起著非常重要的作用。從近幾年的文獻資料和使用情況來看，鋼絲繩的接頭處是鋼絲繩芯輸送帶的薄弱環節，鋼絲繩芯輸送帶發生事故主要集中在鋼絲繩芯輸送帶的接頭處。接頭部位可能出現鋼絲繩部分斷裂、覆蓋膠脫落、鋼絲繩裸露、鋼絲繩帶接頭邊部開裂等情況。遇到這些意外停機，既影響了煤礦的正常生產進度，又增加了煤礦的生產成本。因此，煤礦用鋼絲繩芯輸送帶接頭的使用壽命，是輸送設備能否正常運行的關鍵環節，對提高煤礦的生產效率和生產成本有重要的意義。

1　影響接頭壽命的因素

1.1　接頭結構

鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭有一級、二級、三級、四級4種搭接方式，采取一級或二級搭接方式可能影響鋼絲繩帶的接頭強度，采取三級或四級的搭接方式可能增加鋼絲繩與橡膠的應力集中現象，使膠帶在運行到滾筒時對鋼絲繩帶接頭產生破壞。對于強度較高的鋼絲繩芯輸送帶，鋼絲繩直徑大，曲撓度差，鋼絲繩間隙小，如果芯膠和接頭間隙硫化時與繩不能完全接觸，將減小橡膠與鋼絲繩的有效接觸面積，降低鋼絲繩的接頭強度，容易導致鋼絲繩帶接頭局部斷開。

1.2　接頭硫化工藝

做好接頭硫化前的準備工作，硫化接頭時要使用芯膠和覆蓋膠兩種膠料，芯膠和鍍鋅鋼絲繩黏合，保證鋼絲繩的黏合強度，覆蓋膠起到耐磨、抗沖擊的作用。如果接頭膠質量差或者儲存時間長，硫化后芯膠與鍍鋅鋼絲繩的黏合強度不高，可能會發生芯體與鋼絲繩剝離，發生膠帶抽繩等質量事故。所以，需要保證鋼絲繩與接頭芯膠之間足夠高的黏合強度，才能從根本上保證接頭的質量。鋼絲繩剝頭時，嚴禁將鋼絲繩過度打磨露出鋼絲繩，將鋼絲繩損傷，使得接頭強度降低。鋼絲繩要按照要求排繩，相鄰鋼絲繩緊密貼合，避免在操作過程中出現鋼絲繩變形的情況。鋼絲繩排序時，必須做到最大限度還原膠帶內部鋼絲繩的分布規律，減少鋼絲繩擁擠或擺放彎曲造成的接頭強度下降情況。要注意接頭兩端膠帶中心線是否一致，中心線不一致，膠帶在運行時發生跑偏，造成膠帶邊部磨損。硫化溫度、時間和壓力要嚴格控制。如果硫化溫度過高，將導致橡膠交聯鍵斷裂，使硫化橡膠的物理機械性能下降。硫化溫度過低，可能硫化不充分，接頭性能達不到要求。硫化時間過長，硫化膠料發生老化后硫化橡膠的機械性能下降；硫化時間過短，膠料沒有完全硫化，膠料性能達不到標準要求。由于接頭膠料中含有易揮發物質和水分，接頭膠料在硫化溫度作用下，氣體揮發逸出會使膠料產出氣泡等質量問題，對接頭施加大于氣體揮發逸出內壓力的硫化壓力，可以提高膠料的緊密程度，增強鋼絲繩與芯膠的黏合力，避免氣泡等質量缺陷的產生。

1.3　膠帶日常維護和管理

硫化接頭是膠帶強度薄弱環節，其損壞不僅與硫化工藝有關，也與日常維護管理有關。膠帶運行偏離中心線發生跑偏，很容易造成膠帶的邊部被刮傷，膠帶接頭處更易被損壞。井下輸送的煤料中經常夾雜著其他物體，其中可能含有鋒銳尖利的物體，如果鋒銳物與輸送機發生卡阻現象，將撕裂膠帶接頭。膠帶在驅動滾筒進入端受力較大，如果滾筒已被磨損呈凹下型，將使接頭邊部受到刮磨，隨著膠帶不斷循環運行，損傷部位的缺陷逐步擴大延伸，長期運行很容易將膠帶接頭損壞。

2　延長接頭壽命的方法

2.1　選擇合適的接頭結構

要綜合考慮鋼絲繩直徑、根數、鋼絲繩間距等因素確定鋼絲繩采用那種搭接形式。一級和二級搭接形式適用于鋼絲繩直徑小、根數少、間隙大的膠帶，三級和四級搭接形式適用于鋼絲繩直徑大、強度高的膠帶。根據經驗，一般采用三級全搭接，此種搭接具有柔性好、強度高、使用壽命長的優點。接頭一般采取斜口形式，可以減少膠帶過輥應力集中。為了增加接頭的黏合強度，使芯膠和接頭間隙與鋼絲繩盡可能充分接觸，也可以增加階梯長度，增大鋼絲繩與橡膠的接觸面積。

2.2　嚴格執行接頭硫化工藝和作業指導要求

硫化作業前應準備好接頭膠料、膠漿以及各種設備、工具，接頭膠料的儲存時間越短越好。膠料儲存時間較長時，在使用前應檢查是否已出現老化和噴霜現象，必要時檢驗鋼絲繩與接頭芯膠的黏合強度。鋼絲繩打磨時，鋼絲繩上附膠厚度在0.2～0.3mm左右，操作時勿使鋼絲繩鍍鋅層受損。排列鋼絲繩應均勻及伸張一致，保持有效間距，使芯膠充分浸透鋼絲繩表面。芯膠片干燥后，把兩頭膠帶斜口處與覆蓋膠口壓齊，對正膠帶中心，按要求排列鋼絲繩，要求各根鋼絲繩排列均勻平直，伸縮一致。找準中心線，兩段膠帶對正后，為了使接頭兩端膠帶的中心線保證在一條直線上，可用鋼釘將兩段膠帶固定在操作平臺上，避免膠接完成后接頭部位因不正而跑偏。硫化升溫過程中，要控制硫化溫度恒定，按技術要求的硫化時間硫化。隨時監控硫化時間和溫度是否與工藝要求相一致。膠料硫化時間達到的正硫化時間后，膠料的綜合物理機械性能達到最高，使用壽命最長。同時，要使硫化壓力基本保持恒定狀態，檢查硫化設備狀況及作場所環境情況。總之，硫化過程的技術要求控制得不嚴或不當，就會造成接頭質量缺陷，給日后的膠帶運行和維護帶來不良影響。

2.3　做好設備的維護和保養工作

定期檢查接頭表面異常變化等情況，做好預防性檢查工作。膠帶發生跑偏，要找出原因，及時處理。與膠帶工作面接觸的滾筒必須安裝刮板或其他清掃裝置，防止落煤、雜物進入膠帶與滾筒之間，及時發現和清除運輸物料的異物。發現破損的托輥要及時更換。做好硫化接頭的運行檢測記錄工作，采取維護人員日常檢查以及采用X射線跟蹤檢查的方法，對出現缺陷的硫化接頭及時修補。

3　結語

鋼繩芯輸送帶硫化接頭的質量是影響接頭壽命和運行安全的重要因素。為提高接頭硫化的使用壽命，避免接頭事故，必須嚴格按照正規的操作規程去執行，加強接頭維護和管理，以減少運行費用。