鋼絲繩芯膠帶無損檢測裝置在煤礦的應用

摘要：礦用鋼絲繩芯輸送帶X射線實時在線監測系統，可以將煤礦井下的輸送帶在任何工作狀況下的內部結構及表面狀態以X光照片的形式實時上傳至地面計算機，經過專用的軟件分析，對輸送帶內部的鋼絲繩芯斷頭、接頭狀況和膠帶表面狀態，以及輸送帶強度進行準確判斷，并及時預警，在鋼絲繩芯輸送帶的生產使用過程中清除隱患。

關鍵詞：鋼絲繩芯輸送帶;X射線;硫化接頭;在線檢測

一、引言

新陸煤礦井下大傾角膠帶輸送機，運輸傾斜角25°、運距780米，輸送帶長期處于高負荷的復雜環境下運轉。大傾角皮帶負責運送-600水平煤倉和-530煤倉的原煤，沿線設置兩處轉載點，在每個轉載點有時會因為大的異物卡滯等原因造成皮帶縱向撕裂;使用時間較長的鋼絲芯膠帶也有可能出現內部鋼絲斷裂的情況，觀察人員從外表很難發現，造成輸送帶強度降低，出現運輸事故。一旦發生事故，就會影響正常生產，造成長時間的停產和重大經濟損失甚至是人員傷亡。在線監測系統可以實時將井下運轉的膠帶完好情況反映到井上調度室，實現對膠帶的各種損傷進行識別和判斷，并根據判斷結果及時進行報警、停機或其他處理。

二、應用背景和現場情況簡介

大傾角皮帶機型號為DQJ-800，運輸能力為300t/h，皮帶機長度780m，帶寬800mm，帶速2m/s，運輸傾角25°，裝機功率為2×250Kw。

由于大傾角皮帶機運輸傾角大，日常管理困難艱巨，尤其是對皮帶硫化接頭的管理，每天需要安排專人對接頭情況進行檢查。為了能夠準確及時的掌握鋼絲繩芯輸送帶的狀況，發現問題及時處理，消除安全隱患，我礦為大傾角皮帶機安裝了鋼絲繩芯膠帶無損檢測裝置。

三、規范、標準及應用原則

在前期的準備設計工作中，緊密結合現場實際情況進行優化設計本套裝置。遵循“五高”建設方針，即高起點、高技術、高質量、高效率、高效益，突出效益優先。本套裝置技術先進，可靠性高，具有故障自診斷功能，做到夠用、適用、好用、易擴展。充分利用現有資源，在技術先進的基礎上，做到經濟實用。系統符合《煤礦安全規程》（2016版）相關系統設計、安裝的規定。

四、鋼絲繩芯膠帶無損檢測裝置的組成及功能

本套裝置的組成包括井下和井上兩部分組成。井下設備有：發射裝置、接收裝置、防爆計算機;井上設備有：計算機及顯示器。井上下兩個部分通過礦以太環網進行建立通訊系統，通過計算機遠程訪問的方式進行檢測操作。因設備安裝地點為-330皮帶硐室，需鋪設約5Km的光纖到達地面才能實現通訊。為了節省材料、經費和降低職工勞動強度我礦采取就地并入礦以太網的形勢進行通訊，即將井下防爆計算機通過硐室內原有的以太網接口并入礦環網，網內任意一臺計算機都可以隨時進行檢測查看皮帶的運行狀況，使用極為方便。

安裝時，放射源裝置置于皮帶下方，接收裝置置于皮帶上方，X光線透過皮帶被接收裝置接收后產生實時信號并傳送給附近的防爆計算機。

本套裝置可識別0.8mm以上的鋼絲繩斷頭，隨機存儲以幀為單位的圖像，圖像可回看、放大、處理。依據X光圖像對輸送帶強度進行計算、分析、評估，當輸送帶強度值低于設置的安全值時實時自動報警。

本套在線監測裝置的監測系統能夠實現無人值守進行檢查，監測結束后能夠自動對監測結構進行分析并生成報告，減少的監測人員的工作量，提高了日常檢查的工作效率。

五、無損檢測裝置的設備及軟件的特點

針對鋼絲繩芯輸送帶的使用條件及井下生產現場狀況，無損檢測裝置有以下幾個特點：滿足煤礦井下生產防爆要求;設備可拆分為四部分獨立箱體，硬件模塊化，便于安裝、調試、維修和管理;設備開、停機及監控均可在地面工控機上進行遠程操作;設備可在輸送帶正常工作狀態下進行實時監測，無需停機，不影響生產;現場使用的系統設備均集成在一個組合箱體內，便于生產現場標準化管理;機殼為鋼結構，能夠適應煤礦井下生產現場。

界面系統信息窗口可實時顯示系統運行狀態、系統運行時長和帶速信息，一旦輸送機運行狀態出現異常，地面管理人員可以及時發現并采取措施。操作日志窗口可顯示操作員進行的各項操作，方便出現各種異常狀況時查找原因設備應用X光照片成像，可完整呈現膠帶表面輪廓變化，實時監測工作及非工作狀態下膠帶內部鋼絲繩芯的狀態，并且獨立區分各個接頭位置，能夠準確找到斷頭、接頭及膠帶破損位置，省去維修膠帶時查找具體破損位置的時間，提高維修人員工作效率。

利用軟件算法實現對膠帶表面損傷情況進行實時的自動判斷和分析，對輸送帶表面脫膠、劃傷、撕裂等損傷分別作出識別判斷，給出不同報警處理，讓工作人員對膠帶損傷情況有直觀了解。

六、在線監測裝置管理注意事項

由于井下作業環境復雜，煤塊、矸石掉落或器械砸碰、環境潮濕、煤塵量大等因素，可能導致供電或通訊線路不通，光纖損壞，要求生產應用過程中井下生產現場必須有電鉗工當班，及時處理突發故障。

檢測系統整條線路較長，從上位光端機到下位光端機之間有多處接口，有可能因為各種情況出現松動脫落，導致系統無法正常運行驅動，要求地面必須有專業人員當班及時處理問題。

七、結束語

該裝置安裝和使用簡便容易操作，結構簡單，安全可靠。對膠帶的監測功能穩定，監測信息全面，適合本礦井下作業環境，能夠在一定程度上提高維修管理人員的工作效率。

參考文獻

[1]礦用鋼絲繩芯輸送帶無損檢測系統軟件說明書

[2]《煤礦安全規程》（2016版）

[3]中華人民共和國國家標準GB 3836.1-2010

作者簡介：王玉昌（1968.3.26），黑龍江鶴崗人。