帶式輸送機撕帶原因分析及預防措施

張志文

(山西焦煤集團有限責任公司，山西 太原 030024)

帶式輸送機是煤礦重要運輸設備之一，具有維護簡單、占地面積小、適用范圍廣、運輸量大等優點，常用于井下采掘工作面，但在實際生產過程中受輸送機安裝質量、保護裝置自動化水平以及管理維護等限制，輸送機在運行過程中經常出現撕帶事故。對此，傳統方法是采用感應式撕帶保護裝置預防撕帶現象，該裝置動作靈敏度低、故障率高，無法對因物料沖擊造成輸送帶撕裂進行實時監控、預防，導致在帶式輸送機卸載點處很容易出現撕帶事故。因此，了解搭接點處帶式輸送機撕帶機理，并采用合理有效的預防措施，對進一步提高輸送機運輸效率，加強帶式輸送機安全管理具有重要意義。

山西焦煤集團屯蘭礦12505工作面回采期間在運輸順槽安裝兩部DSJ1200/2×315(1 080 m)膠帶輸送機(輸送機編號為1#、2#)，輸送機安裝長度1 200 m，采用雙電機驅動方式，電機功率400 kW，運輸量2 500 t/h.其中，1#輸送機機頭搭接在2#輸送機機尾上，搭接高度1.8 m，搭接處在2#輸送機機尾兩側安裝兩塊擋煤板，防止物料卸載時灑落，截止目前工作面已回采470 m.由于12505工作面回采煤層中含多層夾矸，工作面在前期回采過程中2#帶式輸送機發生4次撕帶事故，共計撕帶長度為170 m，造成經濟損失達58萬元。因此，亟需對2#帶式輸送機撕帶現象進行分析研究，設計防撕裂裝置。

1 撕裂原因分析

對輸送帶的井下實際運行情況及撕裂事故原因進行分析，總結出輸送帶發生失效主要有以下原因：

1)輸送帶外表面磨損嚴重。礦井使用的輸送帶主要由橡膠、硅膠、聚氯乙烯材料、聚氨酯、纖維、織物及繩芯等組成。在實際運轉時，輸送帶上的煤塊會與輸送帶表面發生彈性變形及滑動摩擦，長時間的運輸會對輸送帶表面產生一定的磨損，由于輸送帶在該狀態下產生的磨損量比較均勻且不可避免，因此該磨損屬于輸送帶正常磨損。

2)輸送機在生產時發生跑偏或回程卷夾帶物料也會造成物料流動不暢，皮帶在長時間使用或受力不均的狀態下會產生老化、龜裂，這些也會造成皮帶撕裂。

3)輸送帶在搭接處由于物料落下時存在高度差，造成物料對皮帶產生較大的沖擊力。輸送帶上尖銳的物料在下落到下皮帶時，由于自身重力及慣性會對下皮帶產生較大的破壞沖擊力，該沖擊力會直接使物料刺入輸送帶中將皮帶直接撕裂。這種情況對正常生產的皮帶具有較大的傷害。

通過對12505運輸順槽帶式輸送機運行狀況以及現場觀察發現，煤流在1#帶式輸送機機頭處卸載時平均速度達4.5 m/s，當高速煤流落入2#輸送機皮帶上時會對皮帶產生一個水平向前和垂直向下的兩個作用力Fx、Fy，作用力Fy會對輸送帶垂直方向產生擠壓、剪切破壞，作用力Fx會對輸送帶產生水平方向的拉伸破壞。當煤流中含有大量矸石、鐵器等尖銳物體時，加劇了力的破壞作用，導致輸送機撕帶事故；同時由于該撕帶點位于物料卸載處，很難被發現，從而增加了撕帶故障檢測難度。

2 物料沖擊防撕裂裝置設計應用

2.1 設計思路

輸送帶在搭接處將物料運送到漏斗再落入下皮帶，物料在下落時經過漏斗及緩沖擋板的緩沖后，動力勢能及沖擊力會大大降低。緩沖擋板在拉力彈簧及物料重力的作用下形成V字形的漏口，物料的運輸量及拉力彈簧會自動調節漏口的大小，這樣上皮帶的物料經過緩沖擋板后從V字形漏口緩慢運輸至下皮帶，下皮帶上的物料被直接運送至指定位置。

2.2 防撕裂裝置結構組成

物料沖擊防撕裂裝置主要由漏斗、緩沖擋板、拉簧、擋塊等部分組成，見圖1.

圖1 防撕裂裝置結構示意圖

1)在漏斗下方安裝緩沖擋板，能在漏斗處形成V形口，煤塊在下落時能夠緩慢地落在下皮帶上，此外還可以通過拉簧的拉力調節V形口的大小，以此來滿足不同產量的物料。

2)為了使物料能夠產生下滑運動，將緩沖擋板安裝成一定的坡度。在緩沖板兩側安裝一塊高度為0.3 m鋼板，防止物料灑落，這樣能夠確保物料準確地落入皮帶上。緩沖擋板還需滿足較大的抗沖擊強度，防止尖銳物料落下時刺穿緩沖擋板。

3)為了方便框架與各類設備進行連接，框架的底部通過螺栓與其它設備進行連接。

4)拉簧設計能夠根據物料的產量進行調節，可以更換不同拉力的拉簧來調節緩沖擋板的開合度。由于價格較低、市場上規格較多，可根據不同的物料產量來選擇拉力不同的彈簧。

2.3 結構特點

1)該裝置具有安裝簡單、占地面積小、價格低、維護方便等優點，同時能夠將尖銳物料對皮帶的破壞力降低，實現對皮帶的保護作用，不僅延長了輸送帶的使用壽命，而且降低了輸送帶的安全隱患。

2)該裝置降低了輸送帶在高度差較大的落煤點物料對皮帶產生的沖擊力，通過對物料的緩沖達到保護輸送帶的目的。

3 效果分析

2019年3月27日對12505工作面運輸順槽2#帶式輸送機安裝一套物料沖擊防撕裂裝置，工作面在后期回采過程中未發生撕帶事故，全年可降低帶式輸送機維修費用50余萬元，保證了工作面帶式輸送機安全高效運輸。

在實際應用中發現，由于裝置中拉簧預應力有限，物料卸載過程中長期對擋板進行沖擊，很容易造成拉簧失效現象，所以在日常管理中發現拉簧變形、無法復位時需及時更換。

4 結 論

通過對12505工作面帶式輸送機安裝物料沖擊防撕裂裝置，有效避免了輸送機因物料沖擊作用出現撕帶現象，解決了傳統帶式輸送機撕帶保護裝置在實際應用中存在的應用效果差、保護動作不及時等技術難題，提高了帶式輸送機運輸效率，降低了帶式輸送機運輸故障率，取得了較好的應用效果。