煤矿带式输送机工作原理及事故分析
2010-01-01沈立明
沈立明
（铁法煤业集团有限责任公司大兴矿，辽宁 调兵山 112700）
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。带式输送机是煤矿生产中的一种主要运输设备，广泛应用在采区上下山、运输大巷及地面运输走廊等场所。带式输送机一旦发生事故，将严重影响煤矿安全生产，造成重大经济损失。因而如何避免事故的发生，保证带式输送机安全、可靠、高效运行，是项重要的工作。
1 带式输送机的发展状况
目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16°),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资。目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等.我国已于1978年完成了钢绳芯带式输送机的定型设计。钢绳芯带式输送机的适用范围:适用于环境温度一般为0℃；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；可做水平运输,倾斜向上(16°)和向下运输,也可以转弯运输；运输距离长,单机输送可达15km；可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊；输送带伸长率为普通带的1/5左右；其使用寿命比普通胶带长；其成槽性好;运输距离大。
2 带式输送机的工作原理
带式输送机又称胶带运输机,其主要部件是输送带,亦称为胶带,输送带兼作牵引机构和承载机构。带式输送机组成主要包括一下几个部分:输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时,传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点装到输送带上,形成连续运动的物流,在卸载点卸载.一般物料是装载到上带(承载段)的上面,在机头滚筒(在此,即是传动滚筒)卸载,利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
普通型带式输送机的机身的上带是用槽形托辊支撑,以增加物流断面积,下带为返回段(不承载的空带)一般下托辊为平托辊.带式输送机可用于水平、倾斜和垂直运输.对于普通型带式输送机倾斜向上运输,其倾斜角不超过18°,向下运输不超过15°。
输送带是带式输送机部件中最昂贵和最易磨损的部件.当输送磨损性强的物料时,如铁矿石等,输送带的耐久性要显著降低。
提高传动装置的牵引力可以从以下三个方面考虑：
2.1 增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。
2.2 增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。
2.3 增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。
通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。
带式输送机事故不仅仅指设备本身发生的故障、失效和破损，而且包含产生不良后果的事故。带式输送机发生的事故主要有火灾事故、胶带跑偏事故、胶带撕裂事故等。
3 煤矿带式输送机常见事故的原因分析
3.1 火灾事故的原因
井下带式输送机是矿井主要易发火灾区域，由于其发生突然，发展迅速，对井下工作人员造成威胁，甚至有因火势扩大而诱发瓦斯爆炸的可能。造成火灾事故的原因是有足够热量的火源使胶带燃烧。打滑事故是产生足够热量的主要因素，打滑是由于胶带松、负载大或胶带卡阻所造成，胶带松是由于拉紧装置产生的拉紧力太小及胶带弹性伸长量太大；负载大一是由于重载起动，二是由于载重量太大，三是胶带与主动滚筒，从动滚筒机托辊间摩擦力太小，如胶带内表面有水或油、从动滚筒轴承损坏或托辊损坏；胶带卡阻主要是胶带埋在煤中或淤泥中，使胶带不能运行。另外电气设备失爆、电线短路也有可能引起输送机火灾。
3.2 胶带跑偏事故的原因
在带式输送机运行过程中，有时胶带中心线脱离输送机中心线而偏向一侧，这种现象称为胶带跑偏。由于胶带跑偏，将造成胶带边缘与机架相互磨擦，导致胶带两侧边磨损严重，严重时造成胶带翻卷，对折，使胶带过早损坏或撕破、断裂，大大缩短了胶带的使用寿命，降低设备的可靠性，严重时影响整个系统的安全生产。
带式输送机运行时胶带跑偏是最常见的故障。经常发生跑偏事故，会影响输送机的使用寿命，严重的会发生停机事故或有可能导致人员伤亡。造成胶带跑偏的原因主要有3个方面：一是设备自身方面，如滚筒的外圆圆柱度误差较大，托辊转动不灵活，主动滚筒和从动滚筒的轴线平行度误差较大等；二是安装调试方面，如滚筒、托辊、机架安装不符合规范要求，另外泄煤口的位置有偏差，造成胶带偏载使之跑偏；三是维护方面，主要是由于清扫不及时，输送机滚筒机托辊上沾有煤尘，致使局部直径变大使胶带跑偏。
3.3 撕裂事故的原因
胶带撕裂的主要原因：一是漏斗磨损严重，致使矸石及煤块直接砸胶带或矸石及其它物品卡胶带造成撕裂；二是胶带严重跑偏被刮撕裂；三是胶带接头强度太低或因负荷太大使胶带接头发生断裂。
4 煤矿带式输送机常见事故的预防措施4.1火灾事故的预防
4.1.1 使用阻燃胶带，即使发生火灾，也能控制火势不至于迅速发展。
4.1.2 加强电气设备的维护，防止因电气事故引起的火灾。
4.1.3 加强管理，保持巷道清洁，胶带上无浮煤、无水、无油、无杂物，机头，机尾无堆煤。提高操作及维护人员的素质，保持输送机的良好运行状态。
4.1.4 输送机要安装检测监控装置，如驱动滚筒及从动滚筒温度监控装置，烟雾报警装置和一旦发生火灾的自动洒水装置。
4.2 跑偏事故的预防
4.2.1 购买由国家确认的合格产品，避免由设备制造精度不够而引起胶带跑偏事故。
4.2.2 安装过程中要注重安装尺寸精度：
a.安装调试中发现胶带在滚筒处跑偏，应校正滚筒的水平度和平等度，传动滚筒、转向滚筒的安装要求其宽度中心线与胶带中线重合度不超过2mm，其轴心线与胶带中线的垂直度不超过滚筒宽度的千分之二，滚筒轴的水平度不超过0.3/1000。
b.如果发现胶带在空载时总向一侧跑偏，应调整托辊支架。
c.如果发现胶带在空载时不跑偏，而重载时向一侧跑偏，说明胶带出现偏载，应调整泄煤斗的位置。
4.2.3 加强日常维护：
a.及时清除输送机滚筒、托辊、接料处等主要部位的煤尘，防止因滚筒、托辊上沾有煤尘导致胶带跑偏。
b.及时调整胶带在运行中发生的跑偏现象，及时检查胶带边缘及接头的磨损情况，发现问题及时更换和修补。
4.2.4 安装胶带跑偏的监测装置，一旦胶带跑偏就发出报警信号，提醒维修人员采取措施。
4.3 撕裂事故的预防
4.3.1 及时修补已磨损的漏斗，避免矸石及煤块直接砸向胶带。
4.3.2 及时处理跑偏故障，以免撕裂胶带。
4.3.3 设置胶带纵向撕裂监测装置，发现故障及时处理。
[1]李铬，李春广，梁睦，武福军.煤矿带式输送机事故分析及防护措施 [J].中国安全科学学报，2006-03-30.
