煤矿带式输送机“叠带”“飞车”状态分析及治理方案研究

张永光

(山西高平科兴牛山煤业有限公司,山西 高平 048400)

1 带式输送机运行状况

山西高平科兴牛山煤业带式输送机已于2016年安装完成并投入使用，根据安装方提供的技术资料并与现场有关人员交流，在进行现场实际查看后，得到以下情况。

该带式输送机所运物料主要为原煤，额定输送量720t/h，带宽1000mm，带速2.5m/s，堆积角取20°，槽角350，堆密度0.95t/m3，带式输送机输送距离1500m，提升高度-97.6m，平均安装倾角-4°，机头驱动，装机功率200kW，变频软启动，机头液压涨紧。

2 带式输送机“叠带”及“飘带”原因

与现场有关人员交流得知，带式输送机装载点在距离机头卸载点900m处。该点与机头高差为97m。空载开机时能正常启动。装载后胶带逐渐开始加速，出现“叠带”现象，并伴随凹变坡点回程段飘带。

“叠带”实质是“飞车”的初始阶段，随着载荷继续增加或煤越过2号点后（1-2段带载）就会发生“飞车”。

由巷道剖面情况可知，1-2段水平长130m，高差20m，2-3段水平长度170m，高差20m，3-4段水平长度680m，高差110m，4-5段水平长度820m，凹点高差20m。1-2段与2-3段胶带自重及载荷产生的运行阻力是大小相当而方向相反，因此凸凹变坡段阻力抵消。

带式输送机铺设长度1500m，有两个凹变坡点，目前装载点在距机头卸载位置900m，且在最高点，高差97m。对于系统来讲是最不利情况，即当原煤从装载位置装载到凹变坡点1时，因其他承载段无载荷，系统阻力相对于全程满载时阻力要小，也就是说，两个凸凹段运行阻力基本抵消。而这时载荷重力做功与系统满载时重力做的功一样。当3-4段带载，重力作用下该段胶带加速运行，而2-3段是阻力部分，张力下降，即3-4段张力加大2-3段张力下降，必然导致胶带一边伸长一边收缩，进而发生“叠带”现象。系统存在张力相应不好或馈电能力不足以及制动不可靠等情况时必然发生“叠带”和“飘带”，严重时就会发生“飞车”事故。

3 事故带来的危害

下运带式输送机“飞车”不仅造成影响生产事故，而且可能出现设备严重损坏甚至人身事故。

高平科兴牛山煤业因“叠带”问题已采取限产措施，使得生产能力受到限制，系统不能正常发挥作用。“飞车”很容易引发断带事故，本人经历过多起断带事故分析，根据现场分析，“飞车”时大量原煤快速堆积在机头，甚至造成断带，断带点多发生在最大张力点即机尾处，断了的胶带带着煤在惯性作用下冲向机头造成设备事故，事故多引发煤尘和通风事故，机头有人时必然造成伤亡。

4 解决方案及建议

4.1 解决方案

方案一：改变驱动位置

（1）将驱动装置移到机尾，张紧装置仍在机头。

该方案改造较简单，正常工况下能解决“胶带易与驱动滚筒分离”问题，但需对现场进行认真测量和对工况详细调查分析。特别是距机尾200m处有一个凹变坡点，需进行测量后计算，在出现凹变坡上升段带载其他段不带载时，负载不再做正功，即此时负载成为阻力。要考虑驱动滚筒分离点的张力是否满足驱动摩擦力的要求，出现打滑时带式输送机将无法运行。

（2）将驱动装置移到机尾，张紧装置也移到机尾。

该方案可以有效解决“飞车”问题，但工程量大，需停产较长时间解决，且当机尾向后延伸时，还需再停产和重新打基础。

方案二：系统增加阻尼装置，使带式输送机处于微正功状态

该系统目前处于负功状态，且处于最大负功状态。前面有过计算，倾斜阻力Fst=-76832N，圆周力FU为41467N，则|Fst|-|Fu|=35365N，即系统需增加约36000N阻力，改变重力产生的电机发电状态。

因带式输送机运行工况的不同，目前没有厂家生产的标准阻尼装置可供使用，需通过对系统针对性分析和计算而进行设计。根据经验，以及对目前该带式输送机掌握情况分析，采用阻尼系数0.08阻尼材料制作装置，在系统张力稳定区域分段加装后能够有效解决叠带问题，也可避免“飞车”问题，同时考虑节能和磨损问题。在装设前和装设后对工况进行在线功率平衡测试和评价，通过调整阻尼力达到最合理状态。设计时充分考虑现场装载位置有时会变化，加装一套在线阻力检测系统，即可以随时掌握系统是否处于正功状态，也可以报警和停车，避免“叠带”和“飞车”事故发生。为了在装载位置发生变化时能及时安设和调整阻尼装置方便，阻尼装置随机安设固定拆装装置，实现快速调整而不影响生产。

该方案不需停产处理，且对现装备不做大的改动，比方案一成本投入小，有成熟应用经验可利用，但需进行专业设计和核算。

4.2 关于飘带问题的处理意见

（1）采用前倾双联自纠偏装置，安设在凹变坡处回程胶带上方，计五组，可有效防止因飘带带来损伤胶带问题。

（2）近机尾凹变坡上皮带飘带应加装弧型档煤装置，避免机尾加载时撒煤。

5 结束语

矿井带式输送机的“叠带”、“飞车”问题会严重危害矿井安全生产，在实际生产中，除积极采用一些行之有效的解决方案进行应对外，还应重点做好安全防护工作。对此，一方面应在机头合适位置建一个司机操作硐室。由于带式输送机卸载位置，也是带式输送机司机设备操作位置，没有专门操作硐室，在发生“飞车”或滚落物体时可能伤人；另一方面还应增设“断带保护装置”。由于该带式输送机胶带采用机械接头联结，并有下胶带飘带隐患，可能会因接头飘带时刮磨架腿，造成接头损坏而断带。因带式输送机驱动设在机头，在运输巷最低位置操作，当出现断带事故时不仅造成设备损失，也很容易伤及到人，对此，建议增设断带保护装置。值得注意的是，目前断带保护有些是针对上运皮带的，其触发机构不能用于下运皮带，选型时要格外注意。