一種智能主斜井帶式輸送機檢修設備研究

摘要：主斜井帶式輸送機是煤礦生產運營環節中重要的生產運輸設備，也是煤炭運輸的咽喉，負責礦井原煤的提升任務，其良好運行是保障井下煤炭運輸的關鍵所在，因此，主斜井帶式輸送機的檢修工作成為主斜井帶式輸送機穩定運行的保障。鑒于此，結合近年來實現自動化、智能化礦山建設的目標，介紹了一種智能主斜井帶式輸送機檢修設備，其能夠利用攝像頭、傳感器等電子部件完成對帶式輸送機的無人值守、智能監控、精準定位故障點、記錄維修信息等檢修內容，同時也為將來實現智能化礦山預留了接口。

關鍵詞：主斜井帶式輸送機;架空乘人器;檢修絞車;智能有軌檢修設備

0 引言

帶式輸送機是由撓性輸送帶作為牽引構件和承載構件進行物料承載的連續運輸設備，是連續運輸設備中效率最高的一種設備[1]。輸送帶繞經傳動滾筒、托輥組和尾部改向滾筒形成閉合回路，由拉緊裝置提供適當的張緊力，工作中通過傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力驅動輸送帶運行，煤及其他物料在膠帶上與膠帶一起運動[2]。

主斜井帶式輸送機是煤礦生產運營環節中重要的生產運輸設備，也是煤炭運輸的咽喉，負擔礦井原煤的提升任務，其良好運行是保障井下煤炭運輸的關鍵所在[3]，因此，實現主斜井帶式輸送機的方便檢修成為主斜井帶式輸送機穩定運行的前提[4]。

基于上述帶式輸送機檢修工作的重要性，本文首先分析了現有帶式輸送機常見的兩種檢修設備的布置方式及各自優缺點;其次，介紹、分析、研究了一種智能主斜井帶式輸送機檢修設備;最后，總結了此種檢修設備的優點，為下一步此種檢修設備的推廣做準備。

1 架空乘人器

架空乘人器主要用于礦井斜巷、平巷運送人員，其工作原理類似于地面旅游索道[5]。它通過電動機帶動減速機上的摩擦輪作為驅動裝置，采用架空的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的撓度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之做循環運行，從而實現運送人員的目的。架空乘人器布置方式如圖1所示。

架空乘人器布置方式，主要存在鋼絲繩掉道、抱索器松動及座椅擺動等缺陷，并且其需要單獨架設承載輪梁，控制系統復雜，安裝不便，投資成本高，日常維護任務重，需預留上、下人的巷道位置，占用大量空間。

2 檢修絞車

檢修絞車即用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條，以提升或牽引重物的輕小型起重設備[6]，需要單獨鋪設軌道及架空軌道，在現有的硐室內占用了有限的空間。檢修絞車布置方式如圖2所示。

檢修絞車布置方式，主要存在檢修絞車礦車掉道、聯軸器松動、抱閘或松閘不靈活等缺陷，并且需單獨鋪設軌道、阻車器、逆置器、擋車欄等輔助設施，投資成本高，占用巷道空間。

3 智能有軌檢修設備

以上兩種常用的帶式輸送機檢修設備能實現檢修工況下運送備品備件的要求，但均達不到無人值守、智能化升級及遠程操控等要求，偏離了實現自動化及無人值守的智能化礦井要求。

下面介紹一種智能主斜井帶式輸送機檢修設備，它主要由帶式輸送機的支腿、防爆電機、齒輪、齒條、電控系統、攝像頭、定位傳感器等部件構成，如圖3所示。將齒條固定在現有帶式輸送機的支腿上，電機出軸上布置有齒輪，電機、齒輪與齒條共同構成檢修設備的行走機構。在電氣系統的控制下，行走機構通過齒輪齒條連接副驅動主體結構，使檢修主體設備沿著輸送機支腿上鋪設好的齒條軌道巡檢。智能檢修設備布置方式如圖4所示，巷道斷面布置圖如圖5所示。

本文提供了一種新穎、有獨創性的檢修方案，其系統采用自動行走、智能控制技術，利用攝像頭、傳感器等電子部件完成對帶式輸送機的無人值守、智能精準定位、更換信息記錄等檢修工作。

4 結語

本文針對現階段常用的兩種帶式輸送機檢修設備——架空乘人器、檢修絞車做了簡要分析和優缺點總結。隨著時代的發展，技術水平的進步，在礦井其他系統中，一些新型、智能設備已逐漸投入使用，礦井主提升系統的升級改造也將會成為現代化礦井發展的方向。本文介紹的智能主斜井帶式輸送機檢修設備，以現有輸送機的支腿作為固定行走軌道基礎，這一布置方式對現有設備改造及新鋪設帶式輸送機來說，具有結構簡潔、安全可靠、功能適用、投資少、節省空間、鋪設方便、使用靈活等優勢。除此之外，檢修系統還能實現運量統計、無人值守、智能故障診斷等方面的功能。綜上所述，本套檢修設備符合現代化礦井要求，與現有設備相比具有顯著優勢。

[參考文獻]

[1] 帶式輸送機工程設計規范：GB 50431—2008[S].

[2] 北京起重運輸機械研究所，武漢豐凡科技開發有限責任公司.DTⅡ（A）型帶式輸送機設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，2013.

[3] 梁庚煌.運輸機械手冊（第一冊）[M].北京：化學工業出版社，1983.

[4] 煤礦井下排水泵站及排水管路設計規范：GB/T 50451—2017[S].

[5] 煤炭工業礦井設計規范：GB 50215—2015[S].

[6] 于勵民，仵自連.礦山固定設備選型使用手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2007.

收稿日期：2021-07-01

作者簡介：熊治國（1983—），男，北京人，工程師，研究方向：智能帶式輸送機檢修設備。