掘進巷道帶式輸送機撕帶保護裝置應用

趙曉貴

（晉能控股煤業集團雁崖煤業大同有限公司，山西 大同 037031）

引言

目前礦用帶式輸送機主要采用感應式撕帶保護裝置，但是該裝置在實際應用時裝置靈敏度低，經常出現無保護動作現象，達不到預期保護目的，所以對帶式輸送機安裝可靠的撕帶保護裝置對輸送機安全高效運輸，提高帶式輸送機運輸效率具有重要意義。本文以雁崖煤業公司8310 高抽巷內安裝的SSJ-800型帶式輸送機為研究對象，針對帶式輸送機安裝了一套新型撕帶保護裝置。

1 8310 工作面概述

晉能控股煤業集團雁崖煤業大同有限公司8310高抽巷三盤區東翼偏南一側，工作面北部為8309 工作面（未開拓），南部為村莊鐵路保護煤柱，同煤經地字2008[607]號文批準留設，西部為三盤區主要三條大巷，東至保護煤柱為界。巷道上覆為二疊系山4 號層采空區，與3～5 號層間距為26～44 m，同煤集團雁崖礦侏羅系14-3 號層采空區與3～5 號層間距為276 m，14-2 號層采空區與3～5 號層間距為307 m，11-2 號層采空區與3～5 號層間距為322 m，及大同市南郊區鴉兒崖鄉綜合廠康家梁煤礦、南郊區鴉兒崖鄉賈侯澗接替井煤礦小窯采空區[1-2]。

8310 頂板高抽巷設計總長2 712.336 m（從8310頂板高抽巷回風繞道往里算起）；巷道掘進設計為矩形斷面：寬×高=4.0 m×3.1 m，斷面面積為12.4 m2；巷道掘進煤層為3～5 號煤層，煤層結構復雜，且大部分叉。3-2-5 號層利用厚度為4.83～12.51 m，平均8.96 m。煤層中含2～7 層夾矸，厚度為0.05～0.58 m，巖性為黑色泥巖、高嶺巖；3-1 號層厚度為0.92～2.80 m，平均1.60 m，與3-2-5 號煤層間距在0.80～4.54 m之間，平均2.87 m。

2 巷道掘進現狀及問題分析

2.1 掘進現狀

8310 高抽巷采用綜合機械化掘進工藝，巷道采用EBZ260 型掘進機進行掘進，采用SSJ-800 型帶式輸送機進行煤矸運輸，帶式輸送機機尾與掘進機轉載結構連接，帶式輸送機最大運輸量為2 000 t/h，運輸速度為2.5 m/s，該帶式輸送機主要由滾筒、機架（重梁、H 架）、張緊裝置、阻燃輸送帶、驅動裝置（電機、減速機）、保護裝置（撕帶保護、煙霧保護、跑偏保護、速度保護、堆煤保護等）。

截至2021 年6 月13 日8310 高抽巷已掘進450m，巷道在前期掘進過程中由于巷道掘進煤矸量大、煤泥多、煤矸中含大量金屬物件，導致帶式輸送機頻繁出現撕帶現象，根據機掘一隊統計發現，2021 年2—6月8310 高抽巷內帶式輸送機共計出現撕帶事故7起，撕帶總長度達180 m，經濟損失達27.8 萬元。

2.2 問題分析

8310 高抽巷內SSJ-800 型帶式輸送機主要采用重力感應式撕帶保護裝置，該裝置主要由感應板、重力感應器等部分組成。當輸送機出現撕帶后，斷帶與感應器感應后及時對輸送機電機進行閉鎖停機。

但是在傳統撕帶保護裝置實際應用時發現，當輸送帶出現跑偏，由煤矸落入撕帶保護裝置上方時，裝置出現誤保護動作，同樣會對輸送機電機進行閉鎖停機；同時該裝置只能對斷帶后輸送機進行保護作用，當帶式輸送機在撕帶過程中無法起到有效保護作用。

3 新型撕帶保護裝置設計及應用

為了降低帶式輸送機撕帶事故率，彌補帶式輸送機傳統撕帶保護裝置主要存在的不足，機掘一隊通過技術研究，決定對撕帶保護裝置進行優化改進。

3.1 撕帶保護裝置結構

新型撕帶保護裝置主要由除鐵器、拉桿裝置、吊掛裝置、重力傳感器等部分組成，結構如見下頁圖1。

圖1 帶式輸送機新型撕帶保護裝置結構示意圖

1）吊掛裝置通過錨桿固定在巷道頂板上，除鐵器通過拉桿裝置固定在吊掛裝置上，重力傳感器固定在拉桿裝置上。

2）除鐵器根據實際情況選擇永久性磁鐵或電磁鐵，以對原煤中混入的鐵器產生吸附力。拉桿裝置為拉繩結構，共計兩根，在兩根拉繩間安裝固定拉桿，將拉繩和除鐵器形成整體，從而有效避免裝置晃動。

3）重力傳感器安裝在拉繩上，當除鐵器吸附原煤中的鐵器時，如果鐵器對帶面產生了刮擦，會產生與重力方向相同的作用力，重力傳感器感應到以后會發出相應的信號給控制系統，控制系統控制停機，從而將帶面的破損降至最小。

4）吊掛裝置可以是現有技術中的單軌吊，單軌吊上設置有軌道和滑輪，滑輪與軌道相適配。拉桿裝置的第一端與所述滑輪固定連接，拉桿裝置的第二端與除鐵器固定連接，吊掛裝置內安裝兩個拉力傳感器，拉力傳感器與滑輪貼合。

3.2 裝置工作原理

當不發生卡堵撕帶現象時，沖擊力撞擊除鐵器后急劇下降直至消失，拉力傳感器把信號傳到控制系統后，顯示除鐵器正常工作。可以在控制系統中設置聲光報警器，當發生卡堵撕帶現象時，發出聲光報警，停機排除撕帶的鐵器。

帶式輸送機通過設置重力傳感器來檢測鐵器刮擦帶面時，除鐵器產生向下的力；通過設置拉力傳感器來檢測鐵器刮擦帶面時，除鐵器產生的水平沖擊力，通過信號傳輸，發出報警，并及時停機，以保護皮帶，使皮帶受到的破壞最小。

4 裝置優點及實際應用效果分析

4.1 裝置優點

1）結構簡單、成本費用低：帶式輸送機新型撕帶保護裝置與傳統保護裝置相比，結構相對簡單，安裝方便，且生產成本費用低。該裝置在實際應用時故障率較低。

2）裝置自動化水平高：該裝置通過除鐵器對煤矸中金屬異物進行吸附，當金屬異物體積大時，除鐵器在吸附過程中根據感應器及時對帶式輸送機進行閉鎖，從而有效阻止撕帶事故的發生。該裝置自動化水平較高。

3）撕帶保護效果好：傳統撕帶保護裝置是當輸送帶撕帶后及時進行停機，無法阻止撕帶事故發生；但是新型撕帶保護裝置能夠及時阻止撕帶事故發生，具有很好的撕帶保護效果[3-5]。

4.2 實際應用效果分析

2021 年7 月對8310 高抽巷帶式輸送機撕帶保護裝置優化改造完成，截至2021 年12 月8310 高抽巷已掘進到位，通過5 個月實際應用效果來看，該裝置安裝后共計監測到14 起異物，停機6 起，在此期間未發生一起輸送帶撕帶事故，預計全年可降低設備維修費用達20 余萬元。

5 結語

機掘一隊針對8310 高抽巷前期掘進過程中帶式輸送機主要存在的問題，并根據實際情況對原撕帶保護裝置進行精準優化改進。通過實際應用效果來看，優化后的撕帶保護裝置具有保護動作靈敏可靠、保護效果好等優點，有效阻止了輸送機撕帶事故發生，保證了帶式輸送機安全穩定運行。