综合防撕裂保护措施在煤矿胶带输送机管理中的应用

梁云峰

(中国中煤能源股份有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古鄂尔多斯 017200)

综合防撕裂保护措施在煤矿胶带输送机管理中的应用

梁云峰

(中国中煤能源股份有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古鄂尔多斯 017200)

在现代化煤矿生产中,胶带运输机作为煤炭主要运输设备,胶带撕裂事故已经成为制约胶带输送机安全运行的最大障碍。本文根据煤矿实际情况提出综合防撕裂保护措施,可极大提高煤矿胶带运输系统的安全可靠运行。

煤矿胶带输送机 综合防撕裂保护措施 应用

胶带输送机自1795年发明以来，经过两个世纪的发展，已被煤矿、电力、冶金、化工、矿山、港口等运输行业广泛采用。特别是近年来新材料、新技术的应用，使带式输送机技术除了在各大零部件的结构、性能有了很大的改善和提高以外，更主要在起、制动动态特性的研究有了重大突破，使带式输送机参数、性能、控制及经济性等方面步入了一个新的高度。特别是在现代化高产高效的矿井，已经使用了长距离、大运量、高性能胶带输送机。单部胶带输送机长度可达到8km以上，运输能力可达4000吨/小时以上。在现代化矿井生产中，胶带输送机已经成为煤矿的主要煤炭生产运输设备。

1 胶带输送机结构性能

1.1 胶带输送机结构

胶带输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。具体组成见图(一)。

1.2 胶带输送机运行原理及易出现的问题

输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。

输送带5绕经传动滚筒7和机尾换向滚筒1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，在机头滚筒卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。

图(一)胶带输送机简图

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。在煤矿胶带机运行中，胶带机故障影响最大的就是胶带撕裂事故。根据某中国最大的煤炭生产企业统计，该集团公司17个生产矿井及洗选装车系统，在用1.2米以上钢丝绳胶带机348部，总运输长度达到约357公里。2003年以来该公司所辖矿井范围内共发生撕带事故38起(撕带30起、断带8起)停机时间达到950.6小时，其纵向撕裂带面7170.6米，造成直接经济损失约1172万元。可见胶带机撕裂事故已经成为制约胶带运输系统的最大障碍，因此急需研究应对措施，防范撕带事故的发生。

2 国内外带式输送机的防撕裂保护原理

2.1 防撕裂保护类型

目前，带式输送机防撕裂保护一般有四种类型：压敏电阻式、拉线开关式、翻板开关式、预埋线圈式。

图2

2.2 防撕裂保护原理

(1)预埋线圈式是在胶带生产阶段或采取硫化的方式将感应线圈嵌入到胶带中，发送器和接收器分别安装在胶带机两侧，当胶带运转时，线圈会依次通过对应的发送器和接收器，信号将通过感应线圈从发送器传输到接收器，如果胶带发生撕裂，相应的线圈会发生开路，接收器就接收不到发送器发送的电子信号，系统控制单元会对其进行故障确认，并立即发出停车命令，防止事故扩大。这种方法由于成本较高，设备维护及技术较复杂，应用较少。

(2)压敏电阻式防撕裂传感器由导电板组件和金属固定安装支架两部分组成。胶带输送机正常工作时，传感器送给保护装置的是高阻，当胶带撕裂并洒煤，洒煤量达到一定重量使传感器输出阻值变小，关联设备工作，输出停车信号，胶带停止，实现防撕裂保护功能。

(3)拉线开关式防撕裂保护装置由拉线和拉线开关组成，一般安装在受料装置出料前方处，拉线沿顶带下方穿过和拉线开关连接，拉线开关有两种，一种是磁开关，只有1个位置，胶带撕裂后异物带动拉线将磁开关拉脱，保护动作。一种是机械开关，有三个位置，即中间位置、上闭合和下闭合位置。正常情况下拉线拉近到中间位置，当出现撕裂现象时异物带动拉线到下闭合位置保护动作，拉线断裂时上闭合位置导通，保护同样动作。

(4)翻板开关式防撕裂保护由翻板和行程开关组成，一般安装在受料装置出口后方，翻板接触底带，当出现胶带撕裂，物料会从裂口漏下至底带，通过翻板处时使翻板动作，行程开关动作，关联设备输出停车信号，胶带停止起到保护作用。

3 胶带输送机防撕裂保护的应用

目前，煤矿胶带输送机防撕裂保护装置应用较多的主要有压敏电阻式、拉线式和翻板式。

(1)压敏电阻式防撕裂保护装置的应用。该保护装置的传感器安装在胶带内圈，顶带的下方，一般位置选择安装在受料装置出口前方或隔一定距离安装一道。通过拉线开关接入到胶带机保护控制系统。由于这种保护安装简单，目前使用较多。但这种保护的缺点是如果撕裂现象不严重不发生漏煤现象或漏煤处正好没有安装该设施则不能起到防撕裂保护作用。因此真正起到保护作用的可靠性不高。

(2)拉线开关式防撕裂保护装置的应用。拉线开关式防撕裂保护装置是由进口设备引进国内的。最早在澳大利亚引进的大陆公司胶带机上使用，为英国DD公司生产的胶带机保护系统，该设备使用的是机械开关式，保护安装简单，且随时能够检测保护装置是否可靠。另外天津贝克公司生产的胶带保护promos系统中采用了磁开关的拉线保护装置。这种设施的缺点是如果异物插入胶带机且卡在受料装置下方时，装置不能动作，起不到防撕裂保护作用。但类型装置对于胶带机撕边或者中间撕裂一块后达到装置位置能够立即动作，能够起到防止事故扩大的作用。在实际使用中有较多案例起到了保护作用。

(3)翻板开关式防撕裂保护装置的应用。天津华宁电子有限公司胶带机保护系统配置了翻板开关式防撕裂保护装置，该装置安装简单，一般安装在受料装置后方，当出现胶带撕裂撒煤时能够有效实现保护停车。这种设施的缺点是如果撕裂现象不严重不发生漏煤现象则不能起到防撕裂保护作用。该装置较压敏电阻式适用性和可靠性有所提高。

4 综合防撕裂保护措施的提出与应用

由于上述各防撕裂保护装置均不能十分可靠地起到保护作用，笔者根据煤矿实际的应用提出综合防撕裂保护措施的概念，并在煤矿胶带运输系统管理过程中进行实践应用，起到了较好的效果。

综合防撕裂保护措施由制定主运输系统铁器管理办法、规范受料装置安装制作标准及安装综合防撕裂保护装置三大部分组成。

(1)制定煤矿主运输系统铁器管理办法并严格落实，是防范胶带撕裂的有效手段。通过事故调查，煤矿约80%以上的撕带事故是由铁器或大块矸石进入运输系统导致的。有铁锚杆、槽钢、工字钢、钢板等进入系统，导致在收料装置处卡堵造成胶带撕裂事故。因此，通过加强生产现场的铁器管理，可有效防止胶带撕裂事故的发生。办法中应包含防止铁器进入胶带运输系统措施以及定期检查和奖罚，具体如综采工作面回风顺槽和运输顺槽两侧正帮的500米范围内、连采工作面给料破碎机至工作面范围内不得有铁件遗留，工作面所有铁件必须做到集中管理；采掘工作面的设备或运输系统上易脱落的钢板，必须进行编号管理，并加装防护链绳，防止钢板掉落进入系统；胶带机运输系统中要安设除铁器，安装高度必须符合设计要求；综采工作面要控制割煤速度，均衡生产，工作面煤量要均匀，尽可能降低综采工作面破碎机破碎滚筒的高度，控制大块煤和矸石进入主运输系统等。通过制度规范作业过程中铁器和大块煤和矸石的管理，避免铁器流入运输系统造成撕带事故。(见图2)

(2)规范受料装置安装制作标准，可有效避免物料通过受料装置造成撕带的风险。胶带机导料槽的过煤高度，必须保证1米以上，且溜煤嘴的下口要导料顺畅，以提高煤流的通过能力，防止大块煤或矸石由于导料不顺畅卡在导料槽内造成撕带事故。每个受料点下方要安装一组缓冲床(安装长度1.2米)，缓冲条表面与带面之间的距离不得低于20～30mm，防止由于安装长度长造成带面下沉量大而增加对带面的磨损；缓冲条之间的安装间隙不得超过10mm，在安装完毕后应将缝隙填实，防止铁件或大块煤和矸石在缓冲条的间隙之间穿透带面，造成撕带事故。

(3)安装拉线式和翻板式综合防撕裂保护装置，可有效提高保护的可靠性。针对单一防撕裂保护装置在实际使用过程中存在的问题，安装一道“拉线式”和一道“翻板式”防撕裂保护装置配套使用，大大提高了胶带机防撕裂保护的可靠性。

5 结语

通过对胶带机保护装置的原理分析及现场使用情况统计，采取上述三个方面配合的综合防撕裂保护措施，可极大提高煤矿胶带运输系统的安全可靠运行。建议在煤矿胶带运输系统推广应用。

梁云峰,男,1972年生,毕业于陕西煤炭工业学校机电专业,大学学历,工程师,长期从事煤矿机电现场技术与管理工作，现工作于中国中煤能源股份有限公司鄂尔多斯分公司。