煤礦帶式輸送機(jī)設(shè)備分析

蔣興育

（貴州水城礦業(yè)股份有限公司機(jī)械制造分公司，貴州 六盤(pán)水 553000）

引言

礦用帶式輸送機(jī)是煤礦采掘工作面的重要運(yùn)輸設(shè)備之一，它不僅運(yùn)輸能力大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單，而且適應(yīng)性強(qiáng)，可在地質(zhì)條件以及施工條件相對(duì)復(fù)雜的施工地段使用。但是在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，由于輸送機(jī)安裝質(zhì)量不合格、檢修維護(hù)不到位以及操作不規(guī)范，輸送機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，不僅縮短了輸送機(jī)的使用壽命、影響了煤礦安全高效運(yùn)輸，而且很容易發(fā)生重大煤礦機(jī)電事故。本文以司馬礦采掘工作面安裝的DTL型帶式輸送機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)輸送機(jī)在日常使用過(guò)程中常見(jiàn)故障原因進(jìn)行合理分析，并提出了有效的措施，力求保證煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

一、帶式輸送機(jī)智能控制系統(tǒng)組成

帶式輸送機(jī)智能控制系統(tǒng)主要包括智能控制系統(tǒng)、智能控制箱、隔爆兼本質(zhì)安全型變頻器、帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置、料流傳感器、視頻監(jiān)控智能報(bào)警系統(tǒng)等，并將各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)匯集處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行、智能保護(hù)的功能。1）智能控制系統(tǒng)，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，在帶式輸送機(jī)控制分站之間建立通信，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制。2）智能控制箱，內(nèi)置可編程控制器PLC，采集變頻器、傳感器數(shù)據(jù)及外部命令，分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、物料狀態(tài)、故障狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能節(jié)能運(yùn)行。3）帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備（給煤機(jī)、破碎機(jī)）的聯(lián)鎖控制，具有各種保護(hù)和報(bào)警預(yù)告功能。4）料流傳感器，是控制系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)設(shè)備，本方案采用微波型料流傳感器。運(yùn)輸系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，可準(zhǔn)確監(jiān)控各帶式輸送機(jī)煤量，調(diào)整運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行速度。5）設(shè)備開(kāi)停傳感器，煤流系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備均配置設(shè)備開(kāi)停傳感器，準(zhǔn)確反饋各設(shè)備是否運(yùn)行，并與料流傳感器配合，控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確掌握運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。6）視頻監(jiān)控智能報(bào)警系統(tǒng)，集成視頻分析原理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)，監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，避免違規(guī)作業(yè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患。

二、煤礦帶式輸送機(jī)故障機(jī)理

（一）輸送帶打滑

輸送帶打滑主要是由于驅(qū)動(dòng)滾輪與輸送帶的運(yùn)行速度不匹配而導(dǎo)致的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，帶式輸送機(jī)的打滑不僅導(dǎo)致輸送帶傳輸失效同時(shí)又可能由于輸送帶摩擦而導(dǎo)致火災(zāi)，在下坡段出現(xiàn)“飛車(chē)”事故。由于張緊裝置安裝錯(cuò)誤或被物料卡住從而無(wú)法提供足夠的張力，使得輸送帶與滾筒作用點(diǎn)的張力過(guò)小；較快的啟動(dòng)速度導(dǎo)致輸送帶打滑；輸送帶上有積水或者滾輪由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行而產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致輸送帶阻力過(guò)小從而產(chǎn)生打滑。

（二）輸送帶斷帶

（1）接頭不牢固：輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)突然出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，輸送帶接頭處縱向拉力加大，若輸送帶接頭不牢固會(huì)出現(xiàn)接頭卡扣咬合力小于拉力，造成輸送帶在接頭處斷帶。（2）輸送帶磨損嚴(yán)重：輸送機(jī)在安裝時(shí)由于輸送帶張力過(guò)大、輸送帶跑偏等造成輸送帶運(yùn)輸物料時(shí)機(jī)械磨損嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在輸送帶變薄、輸送帶鋼絲斷裂等，致使輸送帶抗拉力變小，從而造成輸送帶斷帶。

（三）輸送帶跑偏

帶式輸送帶跑偏主要是指輸送帶中心偏離輸送機(jī)中心線的現(xiàn)象，輸送帶跑偏是帶式輸送帶最常見(jiàn)的故障之一，輸送帶跑偏同時(shí)會(huì)引起輸送帶的撕裂、斷裂以及打滑等。造成輸送帶跑偏的主要原因如下：1）安裝誤差，復(fù)雜的地形以及長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中很難保證輸送帶與滾輪之間相對(duì)位置不變，從而發(fā)生跑偏。同時(shí)由于人為操作不規(guī)范的原因，使得托輥與輸送帶偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，從而使得托輥不垂直托輥組，在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生跑偏。另外由于滾輪與輸送帶之間的細(xì)小偏差，導(dǎo)致輸送帶與滾輪之間的受力不匹配，從而導(dǎo)致輸送帶跑偏。2）接觸面不平整，由于加工誤差使得滾輪與輸送帶之間產(chǎn)生相對(duì)偏離，導(dǎo)致產(chǎn)生與輸送方向不一致的外力，從而導(dǎo)致跑偏。3）長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)輸送，導(dǎo)致輸送帶頭部發(fā)生磨損，從而產(chǎn)生與運(yùn)輸方向不一致的外力，進(jìn)而發(fā)生輸送帶跑偏。4）由于輸送帶突然受到外界的重力作用，使得張力與輸送帶所需方向不一致，從而導(dǎo)致了輸送帶跑偏的現(xiàn)象。

（四）輸送帶縱向撕裂

由于煤礦輸送通常為長(zhǎng)距離輸送，輸送帶通過(guò)內(nèi)部的鋼繩來(lái)增強(qiáng)其橫向強(qiáng)度，但在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，較大的拉力超出了輸送帶縱向拉力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生縱向撕裂。一旦出現(xiàn)縱向撕裂，輸送帶就會(huì)失效。通常產(chǎn)生縱向撕裂的情況如下：1）由于違規(guī)操作，在運(yùn)輸過(guò)程中夾雜尖銳物質(zhì)，尖銳物質(zhì)會(huì)刺穿傳輸帶，產(chǎn)生撕裂。尖銳物同時(shí)會(huì)卡在劃痕處，隨著工作時(shí)間延長(zhǎng)，尖銳物質(zhì)會(huì)不間斷地增加額外的作用力，從而使傳輸帶發(fā)生撕裂；2）運(yùn)輸過(guò)程中，如果輸送帶發(fā)生跑偏，輸送帶會(huì)與邊緣的托輥或者托輥架發(fā)生摩擦和相互擠壓，如果不能及時(shí)調(diào)整跑偏，會(huì)使輸送帶發(fā)生磨損，從而導(dǎo)致輸送帶撕裂；3）滾輪或者托輥由于加工誤差而產(chǎn)生毛刺，隨著運(yùn)輸?shù)牟粩噙M(jìn)行，毛刺會(huì)對(duì)輸送帶進(jìn)行切割，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使輸送帶發(fā)生撕裂。由上面分析可以知道輸送帶發(fā)生撕裂的原因主要是尖銳物質(zhì)的摩擦及刺破，輸送帶跑偏以及滾輪和托輥加工誤差產(chǎn)生的毛刺而引起的。輸送帶正常工作過(guò)程中，輸送帶和托輥受力較平穩(wěn)，一旦輸送帶發(fā)生撕裂，撕裂的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生異常大的附加壓力，維持較長(zhǎng)一段時(shí)間，當(dāng)輸送帶被撕裂后，壓力瞬時(shí)減少。通過(guò)監(jiān)測(cè)壓力與整體張力變化趨勢(shì)即可判斷出輸送帶是否產(chǎn)生撕裂。

結(jié)語(yǔ)

帶式輸送機(jī)作為礦井主要運(yùn)輸設(shè)備，是建設(shè)綠色礦山的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本方案以建設(shè)高產(chǎn)高效礦井為目標(biāo)，貫徹?zé)o人則安的理念，綜合變頻調(diào)速技術(shù)、煤量檢測(cè)技術(shù)、智能控制技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)順序啟停，智能調(diào)速，全運(yùn)輸系統(tǒng)無(wú)人值守，并達(dá)到良好的節(jié)能效果，通過(guò)崗位替代和設(shè)備自動(dòng)化升級(jí)從根本上提高煤礦安全。