TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)在斜溝煤礦選煤廠的應(yīng)用

曹 令

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

1 概 述

帶式輸送機(jī)是選煤廠的常用設(shè)備，承擔(dān)著原煤及洗選產(chǎn)品的輸送任務(wù)，是連接生產(chǎn)上下游的重要環(huán)節(jié)，一旦損壞會(huì)導(dǎo)致長時(shí)間停產(chǎn)或更嚴(yán)重的損失。在日常生產(chǎn)過程中，常見的運(yùn)輸機(jī)故障有膠帶跑偏、撕裂、脫膠及嚴(yán)重磨損等，其中膠帶縱向撕裂是其中較難發(fā)現(xiàn)的問題之一。

目前，帶式輸送機(jī)縱向撕裂檢測技術(shù)包括超聲波和微電流等非接觸式檢測方法，以及繩式檢測、漏煤檢測等接觸式檢測方法。國際上應(yīng)用效果較好的檢測方法多在膠帶內(nèi)嵌入導(dǎo)體，通過探測導(dǎo)體來監(jiān)測輸送帶的運(yùn)行狀態(tài)，對其撕裂情況進(jìn)行判斷，但這些方法在實(shí)用性和投入成本運(yùn)維上都存在缺陷和不足。繩式檢測應(yīng)用范圍有限制，當(dāng)未出現(xiàn)明顯漏煤或鋼絲繩漏出等情況時(shí)，其檢測效果不明顯；漏煤檢測應(yīng)用范圍比較廣，而且選煤廠多使用翻板配重，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投入運(yùn)維成本低，但須定期清理翻板積料，且生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)煤塊撞擊誤報(bào)情況。而隨著圖像識別技術(shù)的發(fā)展，基于數(shù)字圖像處理的視覺監(jiān)測技術(shù)在撕裂報(bào)警裝置中也有所應(yīng)用，且具有識別精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2 TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)系統(tǒng)包括X光發(fā)射箱、隔爆控制器、高速X光探測器、隔爆聲光報(bào)警器、遠(yuǎn)端服務(wù)器+系統(tǒng)模塊等，其運(yùn)行原理框架如圖1所示。高速X光探測器由光電轉(zhuǎn)換模塊、信號采集模塊、信號處理傳輸模塊和電源模塊組成。

圖1 膠帶撕裂檢測系統(tǒng)運(yùn)行原理示意

3 TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)的工作原理

該檢測系統(tǒng)建立在KGT-1型輸送帶檢測裝置的硬件基礎(chǔ)上，系統(tǒng)現(xiàn)場安裝組件如圖2所示。其工作過程為：X光射線源發(fā)射的X光穿過運(yùn)行著的鋼絲繩芯輸送帶照射到高速X光探測器的光電轉(zhuǎn)換模塊上，光電轉(zhuǎn)換模塊將輸送帶鋼絲繩芯圖像的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；電信號通過高速X光探測器的信號采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送給信號處理傳輸模塊；信號處理傳輸模塊對數(shù)字信號進(jìn)行處理后，通過以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器(即計(jì)算機(jī)及處理系統(tǒng))；服務(wù)器接收到信號處理傳輸模塊的信號后，通過軟件實(shí)時(shí)顯示、存儲輸送帶鋼絲繩芯圖像，運(yùn)用圖像處理、識別算法對輸送帶斷裂、劃傷、接頭問題等故障進(jìn)行提取、分析和判斷，及時(shí)報(bào)警提醒等。

系統(tǒng)現(xiàn)場安裝如圖2所示。為減少輸送過程中物料和雜物干擾監(jiān)測結(jié)果，斜溝煤礦選煤廠將該系統(tǒng)倒置安裝，即將信號發(fā)射源置于膠帶底部，對膠帶回空段進(jìn)行監(jiān)測，主要探測區(qū)域?yàn)槲锪吓c膠帶的接觸面。

1—X射線發(fā)射箱；2—X射線控制器；3—X射線接收箱；4—連接電纜；5—支架；6—防護(hù)鉛板

利用X射線照射相應(yīng)的輸送帶，配合與之對應(yīng)的圖像處理方法及程序算法，形成具有與膠帶外形相符的輪廓線，如圖3所示，進(jìn)而獲取相應(yīng)的幾何信息，實(shí)現(xiàn)輪廓線缺陷及問題的實(shí)時(shí)檢測，隨之反饋輸送膠帶存在縱向撕裂的隱患和故障位置。

圖3 在線監(jiān)測膠帶破損折疊模擬演示

4 TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)的使用情況

4.1 直觀精準(zhǔn)

輸送帶實(shí)時(shí)情況直接顯示在監(jiān)控畫面中(圖4)，若出現(xiàn)缺口損傷以及斷筋等情況能從輪廓線中直觀的反映出來，而且根據(jù)系統(tǒng)記錄算法信息，可以將損傷程度、缺口大小、撕裂長度等情況更量化的計(jì)算出來，為后續(xù)問題隱患處理提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考，補(bǔ)、換措施更加準(zhǔn)確，能有效控制成本消耗。

圖4 生產(chǎn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測

4.2 預(yù)判功能

對于選煤廠來說，膠帶造成撕裂隱患最大的破壞物包括大矸石、鐵器等，除了個(gè)別出現(xiàn)卡阻或巨大沖擊引起膠帶撕裂外，80%的膠帶撕裂事故都有可預(yù)見性，如長時(shí)間膠帶開膠起泡以及膠帶連續(xù)穿刺劃傷等局部損傷未得到及時(shí)處理，這些隱患都能造成膠帶撕裂事故。而TIE-CBC檢測系統(tǒng)能及時(shí)將出現(xiàn)的撕裂損傷進(jìn)行提前檢測反饋，為日常保養(yǎng)修復(fù)提供精確指導(dǎo)，有效避免了撕裂事故的發(fā)生。

4.3 節(jié)約成本

以斜溝選煤廠實(shí)際生產(chǎn)來看，在使用、維護(hù)良好的情況下，當(dāng)鋼絲繩芯輸送帶達(dá)到更換周期時(shí)，膠帶依然保持約70%以上的完好率，此時(shí)直接更換棄用會(huì)造成很大的浪費(fèi)。即便是廠內(nèi)損壞情況最嚴(yán)重的矸石膠帶，長時(shí)間使用造成了膠帶表面磨損較大，而且多為沖擊穿刺傷和剮蹭起皮，但膠帶繩芯損傷并不大，對磨損面進(jìn)行修補(bǔ)后還能繼續(xù)使用很長一段時(shí)間。

輸送膠帶主體部件損傷不大且在膠帶撕裂檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測情況下，超周期使用輸送帶，對于選煤廠生產(chǎn)成本控制有很大的助力。

5 結(jié) 語

無論是繩式檢測還是翻板漏斗式檢測設(shè)備，都是事后型檢測裝置，即發(fā)生撕裂事故以后，開口尺寸或漏下的物料達(dá)到報(bào)警界限才反應(yīng)動(dòng)作，如果信息稍有滯后或應(yīng)對處理不得當(dāng)，還會(huì)造成更大的事故。TIE-CBC膠帶撕裂檢測系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)提前預(yù)判，在出現(xiàn)細(xì)小損傷或開膠、斷芯等情況時(shí)就出現(xiàn)記錄報(bào)警，及時(shí)反饋提醒給崗位司機(jī)及機(jī)修人員，把事故遏制在初始狀態(tài)，有效避免了撕裂事故的發(fā)生，為帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行提供了一種更為高效的預(yù)警方式。