帶式輸送機安全運行斷帶保護裝置的研究

趙曉光

（汾西礦業兩渡煤業， 山西 靈石 031302）

收稿日期：2017-12-28

作者簡介：趙曉光（1989—），男，本科，畢業于山西大同大學采礦工程專業，助理工程師。

DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2018.06.036

引言

煤礦帶式輸送機的安全運行是煤礦管理的重點，預防斷帶事故與做好斷帶保護也是確保煤礦生產作業順利進行的關鍵。然而，斷帶事故具有明顯的突發性特點，即便采用實時監測裝置評估上運帶式輸送機的工作狀況與設計斷帶報警停機功能，仍然無法避免膠帶下滑引起的惡性事故。所以，應針對上運帶式輸送機膠帶下滑這一問題采取相應的預防保護方案，避免膠帶向下滑動。

1 帶式輸送機安全運行的保護裝置設計要求

建議斷帶保護裝置應符合如下設計要求：第一，正常工作狀態下，斷帶保護裝置應確保對輸送機運輸無干擾且不會導致膠帶受損[3]；第二，一旦出現斷帶事故，保護裝置應快速靈敏地做出保護動作，可靠捕捉輸送機膠帶并牢固制動，同時還不損傷膠帶；第三，斷帶保護裝置強度應足夠高，以免發揮制動作用時被下滑膠帶損傷；第四，輸送機斷帶后能第一時間發出緊急停車信號，確保保護裝置正確動作。

2 斷帶保護裝置構造與安裝

以SPDB-1型上運帶式輸送機為例，中國礦業大學針對該型機械研制的斷帶保護裝置有效解決了以上四點要求，其分為承載帶保護模塊以及回程帶保護模塊兩部分，前者基于楔塊形成自鎖裝置，加緊承載帶將其固定制動，后者主要通過制動輥輪在楔形槽內形成自鎖裝置，從而加緊回程帶達到制動的目的。設計人員沿輸送機傳送帶上多點布設，一旦出現斷帶故障，位于斷口下部的保護裝置處于啟動狀態，有效制動承載帶與回程帶。該型保護裝置的構造與運行機制如圖1所示。

圖1 上運帶式輸送機斷帶保護裝置組成與安裝示意

1）承載帶保護裝置。該裝置分為支架、防偏立棍、支腿、上閘塊、觸發輥輪、撥板以及楔形制動閘等多個部分，具體見圖1。通過U形螺栓組將左右兩支腿依次固定在中間架雙側槽鋼上，然后用螺栓組將左右兩支腿分別與支架固定，單向觸發輥輪固定于支架中部，兩出軸軸端支撐在軸座上；此外，將楔形制動閘分別安裝于支架兩側，傾斜角參照膠帶槽形角，楔形閘塊（可活動）安裝于楔形制動閘上；觸發輥輪兩出軸分別與兩側閘塊相連，連接部件為撥板，撥板開槽固定在輥輪出軸上，另一端固定在閘塊上[4]。上閘塊位于制動閘垂直上方，可利用螺栓組對上下高度進行調節。通過上述設計方案，承載帶斷帶保護裝置處于輸送機中間架，觸發輥輪用于支撐承載帶底部，雙側空載邊則處于上閘塊和楔形制動閘之間。正常運轉狀態下，帶式輸送機承載膠帶向前運動并牽引觸發輥輪，后者呈正向旋轉；此時觸發輥輪兩出軸受膠帶摩擦力影響位于軸座最前部，在撥板的作用下承載帶和兩個閘塊之間均保持10 mm左右的距離。如果出現斷帶事故，縱向張力缺失，承載膠帶壓迫楔形閘塊，加上觸發輥輪為單向，并在膠帶摩擦力的作用下沿軸座長槽不斷下滑，進而牽引楔形閘塊，后者在膠帶牽引下形成自鎖狀態，夾緊膠帶空載邊，使之固定于兩閘塊之間，此時楔形閘塊由撥板與觸發輥輪相連接，因此輥輪動作時左右兩楔形閘塊可同步動作。此外，楔形閘塊處設計有檢測傳感器，一旦出現斷帶事件，控制系統即可收到斷帶報警信號并發出停機信號，確保輸送機做出停機動作。

2）回程帶保護裝置。該裝置共分為側板、限位裝置、底座以及制動輥輪等多個部分（見圖1），其中側板分左右兩個，均刻有楔形長槽。保護裝置由U型螺栓組以及其他螺栓組將底座與側板和膠帶機中間架相固定，其中底座底板安裝于回程帶下方相距10mm處。輥輪筒兩端卡在側板長槽內，位于長槽上端時，制動輥輪兩軸端銑成平面并且支撐于外側支撐板窄槽內，兩端軸無法轉動，同時受限位裝置的約束，避免輥輪自動滑落。底板和長槽下段之間的夾角不超過制動輥輪自鎖狀態下的自鎖角，同時長槽長度足夠，底板與下端之間的垂直距離不超過制動輥輪半徑[5]。正常運轉狀態下，輸送機承載帶牽引制動輥輪沿著正向轉動，一旦出現斷帶故障，承載帶將帶動輥輪下滑，同時突破限位裝置的約束，沿側板長槽不斷下滑，此時長槽下段和底板之間的制動輥輪形成自鎖，牢固加持回程帶并將之固定于底座底板上。

3）斷帶保護裝置的安裝。以SPDB-1型輸送機為例，其斷帶保護裝置可結合輸送帶寬度以及槽形角等數據參數設計成相應的規格選用。該型設備通過U型螺栓組與輸送機中間架固定，后期無需改造輸送機結構，便于安裝。應注意的是，安裝間距應綜合考慮膠帶寬度、輸送機傾角、膠帶強度以及設計輸送荷載等因素，承載帶保護裝置和回程帶保護裝置安裝間距通常不超過 50～100 m、150～200 m[6]。

3 結語

帶式輸送機產生斷帶事故后往往會引起嚴重危害，因此應加強安全管理，及時采取相應的預防保護措施，加裝斷帶保護裝置，有效避免因輸送機斷帶造成的重大生產事故。

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