皮带机综合保护装置的应用及改进探究

岳俊

摘 要：在《煤炭安全规程》中明确规定，煤矿井下所用皮带机一定要安装综合保护装置，通过这些装置确保煤矿井下生产的安全性。但是从实况来看，一些保护装置不仅无法发挥保护作用，甚至还会影响生产，因此探究装置的应用及改进具有重要价值。本文阐述皮带机综合装置原理及组成，探究装置的改进措施。

关键词：皮带机；综合保护装置；改进

中图分类号： TH22 文献标识码：A

0.前言

为了确保安全，许多煤矿井下都采用多种型号皮带保护装置，这些装置的作用与原理基本上相同，具有超温、低速、撕带、降低紧张力等各种保护以及自动洒水和防跑偏装置，对确保安全生产具有重要作用。因此，探究综合保护装置的应用及改进具有实用价值。

1.皮带机综合保护装置原理及组成

要探讨综合保护装置的应用及改进，就必须要明确该保护装置的工作原理及组成，只有在此基础上探讨应用及改进才具有实用价值。

1.1 皮带综合保护装置的原理

ZBK型综合保护装置属于一种矿用防爆产品，主要使用在煤矿井下皮带运输机的综合保护和电气控制系统。因该设备具有实用简便、智能化程度高、安装操作简单及易学易用等各种特征，能够适用在固定式或者可伸缩式的传输机器上，实现功率平衡、软起动、自动张紧等各种复杂控制与综合保护要求，综合保护装置不但能够实现单机控制，还能够传输数据，通过这些数据形成组网，实现大范围集中监控功能。因此这种装置近些年被煤矿井下生产大量应用。

对于电控系统保护装置主要分成自动方式、手动方式及遥控方式。其中手动方式就是设备开停均需要由转换开关接点控制，但是控制器仅仅参与到信号的显示与检测。遥控方式和自动方式：首先装置中各类传感器检测胶带机的实时状态，并且把这些信息传送到控制器的内部，通过控制器判断，按照操作人员所输入要求，再依照内部设定的相关程序逻辑，控制传递出的预告信号，控制有关电机的启动和停止。

1.2 综合保护装置的组成

综合保护装置主要是由PLC、磁力起动器、电源变换箱、输送机保护传感器以及信号联络装置等各种设备共同组成。主要功能有：

（1）控制器是综合保护装置的控制核心，整个运输系统的设备控制、信号检测、状态显示、操作功能以及故障报警均由该控制器完成。

（2）电源变换箱，该设备属于控制器的一个重要关联设备，就是为控制器提供本安电源，实现隔爆信号和本安信号的互相转换，帮助控制器接收隔爆电器和控制隔爆电器的信号。

（3）光电速度传感器，主要是监测胶带运行速度，同时输出和胶带速度相对应的频率信号（频率为0～1000Hz），并将这个信号传递给控制器，分析判断胶带有没有断带或者打滑，从而实现了断带或者打滑保护功能。

（4）拉绳急停闭锁开关；这个设备主要分布到胶带机的沿线，两侧配上覆塑的钢丝绳，当胶带机一旦发生故障就会实现闭锁并急停胶带机。而且拉绳急停闭锁开光还能够用作分线盒，可将沿线跑偏开关及纵撕传感器等连接到就近拉绳急停闭锁开光中。拉绳急停闭锁开关使用新型的接插件，从而实现了互问接插式连接，简便可靠。

（5）跑偏开关；主要用来监测胶带发生跑偏故障，跑偏开关可连接到就近拉绳急停的闭锁开关中。

（6）物料探测传感器；这个设备安装到机头的落煤口处，用来监测胶带机的机头落煤口有没有发生堵煤现象，从而对堆煤进行保护。

3.综合保护装置的应用及改进

3.1 堆煤保护

（1）该设备采用电极式的探头，探头和堆煤接触时必然会降低煤电阻，当电阻低于1MΩ时就会延时1s～3s，从而发生故障而保护停车。

（2）使用行程触点式的煤位探头，当探头和堆煤接触偏转大约150时，启动保护动作，从而实现保护停车，这种保护装置应用非常普遍。

3.2 速度保护

速度保护传感器安装位置大多在导向滚筒一侧，传感器与磁钢之间的安装距离控制在30ran～60ran最佳。通电1s～2s后红灯亮，此时不影响起车，而起车数秒后就应该自动熄灭而呈检测状态。皮带运输机运动时，当动滚筒的转速不超过额定转速50%，通过5s～10s延时后，速度保护启动，就会自动切断皮带机的电源，而且发生低速故障报警信号时还会延时保持大约1s～3s。

3.3 跑偏保护

如果跑偏传感器导杆和中心线偏离15°±5°時，经过10s～30s的延时，从而达到跑偏故障保护。输送机常常发生输送带跑偏现象，导致胶带边缘和机架互相摩擦，从而损坏胶带边缘。如果跑偏比较严重，胶带在托辊边缘或机架纵向发生撕裂。近些年来，从实际生产需求及逐年总结基础上，要采取相应措施防治跑偏和防撕裂的措施，保障输送机正常运转。其改进做法为：设计、制作跑偏的托辊装置；事实上输送带跑偏是导致胶带刷边的根本原因，因此就应该将防跑偏装置加装到机架上，最好是每间隔10架就夹装两个，确保跑偏胶带能够自动纠正，这种方法不但操作简单而且效果好。

3.4 烟雾保护

当出现烟雾，传感器就会将这个信号传送到主机，立即启动烟雾保护，自动切断皮带机的电源，可以监控皮带机因为皮带距离摩擦等造成火灾以及环境污染。但是如果采煤使用炮采，皮带在回风巷中运转，因此放炮后就会有炮烟通过，同样会造成烟雾保护出现频繁误动作，从而影响正常运转。考虑到摩擦必定会升温，因此就可以串接温度保护装置，两种保护同时启动时，保护器才会启动；当然也可对烟雾感应器适当改进，让该设备能够识别烟雾浓度，只有烟雾达到相应浓度时才启动。

3.5 温度保护

温度传感器设定一个标准温度，一旦监测点温度超过这个温度值，温度保护装置就会立即启动温度故障保护，开启自动洒水装置动作。当然其安装位置要依据保护对象确定，可以监控皮带机轴承的温度，也可以监控其他部件及周围缓解的温度。

3.6 撕带保护

现在使用托辊绝大部分都是端面与托辊表面形成直角形，这个直角非常锋利，如果托辊转动不灵活但胶带上有货物，在重点影响下皮带必定会弯曲，托辊边缘犹如一把刀嵌入到皮带中，将胶带纵向撕开。因此要解决这个问题，就必须要改进装置，可以将直角形设计成圆弧形，采用这种形状的托辊，即便输送带上的载荷较大，胶带在重力下形成弯曲，也不会影响运输带，这种方法有效解决胶带被纵向撕裂。该保护装置处于皮带机头上皮带的底部，如果皮带发生纵向撕裂，在100cm2面积上漏上200g物料，该保护装置就会立即停车，从而实现保护功能。但是皮带发生跑偏漏煤就易发生保护误动作，因此应该和机头防跑偏装置联合使用，防止因误动作影响运行。可以改装成红外线，各类故障均有不同指示，一旦启动就会发生语音报警。保护后都能够处于故障自锁状态，同时发出相应语音报警声。当然主机内的芯板有许多电子元件，极易受潮，加之皮带机道空气湿度比较大，因此主机要具有良好的密封性。但是从所用综合保护装置来看，主机外壳结合面及控制按钮间隙均无法满足此要求，因此就应该在各个结合面加上密封胶垫，按钮最好采用触摸式，有效提高密封性能。

参考文献

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[3]刘晓洪，刘振国.高压电动机微机型综合保护装置的研究[J].矿山机械，2011（7）：5-7.