煤矿下运带式输送机防治“飞车”技术应用

王亮亮

摘 要：本文针对下运带式输送机“飞车”现象，结合现场管理经验，探讨实现下运带式输送机安全运转的几点措施。

关键词：煤矿;带式输送机;电控系统;阻尼托辊

煤矿受地质条件影响和采区布置的要求，需布置下运式带式输送机。如果下运带式输送机在运输原煤的过程中如出现过载，将造成“飞车”事故。“飞车”可能会造成皮带断裂，电机、减速机或液压制动闸损坏，原煤撒落在巷道内。完善安全设施并实施有效的输送机控制以避免“飞车”现象的发生，是保障安全运转的关键。

1 “飞车”原因

下运带式输送机运行时原煤向下滑的分力F与原煤和皮带之间产生的摩擦力f平衡，胶带和原煤运转时的向下的分力与传动滚筒和胶带间的摩擦力相平衡，电动机在位能负载的作用下处于回馈制动状态，电动机提供制动力矩M确保带式输送机保持匀速转动。[1]根据采区和采掘工作面布置要求，带式输送机可能设有多个给煤机，当下运带式输送机的多个给煤机同时给料时，如果带式输送机负载超过最大运输能力，带式输送机所需的制动转矩大于电动机制动状态下的最大制动转矩，胶带将驱动驱动滚筒飞速旋转，造成发生“飞车”现象。

2 “飞车”问题解决方案

2.1 自冷盘式制动装置

煤矿下运带式输送机采用防爆自冷盘式制动装置，盘式制动装置主要由机械盘式制动器和可控液压站组成，工作原理是液压站泄压过程中制动闸对工作盘施加压力来产生制动扭矩。[2]下运带式输送机正常停车时皮带机控制系统先给主电机变频器停机指令，由于摩擦阻力作用带式输送机开始减速，延时3秒后再向盘式制动器发出停机指令，液压站通过调整制动闸的压力而增加制动力矩使带式输送机减速直至停车。

当带式输送机发生“飞车”现象时，超速保护动作，盘式制动装置紧急制动，制动闸根据设定油压逐渐增加制动力直至工作盘抱死，在减速过程中胶带与驱动滚筒间将产生巨大的摩擦力，该减速过程会对胶带造成较大损伤。

2.2 改进电控系统

图1为电动机的固有机械特性曲线n = f （ T ），根据电动机的固有机械特性，电动状态最大转矩点小于回馈制动最大转矩点，回馈制动时异步电动机过载能力大于电动状态时的过载能力。下运带式输送机实际工作工作过程中，当电流达到额定电流后，若负载继续增加，电流将急速增大后迅速减小，带式输送机发生“飞车”现象。经过对下运带式输送机正常带负载运转时的电流值和飞车时的电流值进行分析统计，从而获得带式输送机在工作于较大负载时对应电动机的电流值I。

图1 电动机的固有机械特性曲线图

在带式输送机控制程序中设置合适的动作电流值I和持续时间t，当带式输送机运行时的电流超过设定值I的时间超过t，控制系统向给料机变频器发送停止信号，给料机停止给煤。可以避免带式输送机上的负载继续增大造成“飞车”事故的发生。当电流值下降到I2时控制程序向之前停止的给料机变频器发送运转频率和启动信号，给料机运转频率较上次自动减少。带式输送机司机也可以根据实际情况设置各部给料机的运转频率。

2.3 阻尼托辊

带式输送机运转的主要阻力是原煤及胶带移动和支撑分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和，其大小与托辊摩擦阻力成正比。在下运带式输送机的重载区段使用阻尼托辊，以增加带式输送机运行阻力，减小电动机输出的制动力矩，使带式输送机整机平稳运行。

阻尼托辊摩擦阻力，主要来自铸铁轴承座内轴与粉末合金轴套间的摩擦力、轴上的粉末冶金止推轴承端面与粉末冶金轴套端面配合的端面摩擦力和轴与密封的摩擦力，阻尼托辊的摩擦系数大约为0.025，是传统托辊摩擦系数的2至3倍。如图2所示，阻尼托辊采用钢结構，主要由阶梯轴、托辊管体、粉末冶金轴套和轴承、铸铁轴承座等部件组成。

1.管体 2.轴 3.粉末冶金止推轴承 4.粉末冶金轴套 5.轴承座 6.密封 7.注油嘴 8.轴承 9.密封圈 10.密封盖 11.轴用弹性挡圈

通过上述方案的实施，有效的控制了下运带式输送机“飞车”现象的发生，实现了下运带式输送机的安全连续运转，提高了原煤运输效率，提高煤矿经济效益。

参考文献：

[1]汪玉.DT（ Ⅱ） 型固定带式输送机设计选用手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]石永红.下运带式输送机的研究应用[J].装备制造技术，2007（7）：165-167.