皮带输送机安全保护装置的改进

蔡治军

（同煤集团云冈矿强力皮带队，山西 大同 037000）

引言

皮带输送机作为煤矿生产的关键运输设备，其运输效率和可靠性间接决定综采工作面的生产效率。在实际运输任务中，皮带输送机常会出现断带、跑偏、打滑以及堆料等事故，从而影响设备的运行效率和安全性，故为皮带输送机设计了断带、跑偏、打滑以及堆料保护装置[1]。为进一步提升皮带输送机的运输效率和安全性，需对上述保护装置不断优化设计。

1 皮带输送断带保护装置的现状及改进

1.1 断带保护装置现状分析

皮带输送机断带保护装置的主要功能是当输送带发生断带事故时，可在输送带的断口位置将输送带夹持并完成设备的及时制动操作。目前，皮带输送机的断带保护装置的结构如图1 所示。

图1 皮带输送机断带保护装置结构图

如图1 所示，皮带输送机断带保护装置主要由支腿、制动闸、制动梁、上闸块、防偏立辊、拨板、触发辊轮、支架以及导轨等组成[2]。断带保护装置在实际应用中存在如下问题：当皮带输送机运量较大时，存在上闸块阻挡无料的可能；该断带装置采用螺栓组实现支架与支腿的连接，降低了断带保护装置的整体强度；该断带保证装置缺乏遮挡装置，容易导致煤尘落入设备中；由于工作面环境相对潮湿，断带保护装置中零部件容易出现锈蚀的现象。

1.2 断带保护装置的改进

为解决当前断带保护装置所存在的问题，在保留原断带保护装置优点的基础上，对原断带保护装置进行优化改造。具体改造措施为：为断带保护装置设计一种整体式断带保护装置，即将断带保护装置的安装支架改造为整体式，如图2 所示。

图2 整体式安装支架的断带保护装置

如图2 所示，整体式安装支架的断带保护装置增长了楔形闸块的楔形钢板，并对楔形滑槽和楔形闸块进行镀锌处理。改进后的断带保护装置可通过调节锁定螺栓和螺母实现对固定支架位置的调整。

2 皮带输送机纠偏保护装置的现状及改进

2.1 纠偏保护装置的现状分析

1）鉴于工作面地质条件的复杂性，皮带输送机在工作面的布置存在多处拐弯、上下坡等情况，从而导致输送带出现扭转的故障；

2）皮带输送机输送带长度过长，导致对输送带的更换效率低，且由于输送带韧性以及张紧力的变化导致输送带出现阶段性的扭转；

3）纠偏装置缺乏相应的限位功能，当输送带跑偏且未能纠正时无法及时实现停机处理[3]。

综合分析，皮带输送机实际生产所存在的问题，本节着重对（3）中的问题进行改进设计。

2.2 纠偏保护装置的改进

为解决皮带输送机输送带纠偏保护装置能力偏弱的问题，为原纠偏保护装置添加3 组反压托辊，具体如图3 所示。

图3 添加3 组反压托辊的纠偏保护装置

如图3 所示，在原纠偏保护装置的基础上为其增加3 组反压托辊，在反压托辊的作用下能够避免皮带运输机回程输送带由于跑偏的原因进入滚筒中。此外，在输送带展口处增加炮弹托，从而避免输送带跳出的同时避免输送带出现相互叠加的现象[4]。

为解决皮带输送机纠偏装置无法完成纠偏任务并及时对设备进行停机操作的问题，对原纠偏装置的限位结构进行改进。具体改进措施如下：将输送带回程段的跑偏开关更改至距离滚筒3 m 的位置处。此外，在原跑偏保护装置的基础上加装了横梁和支座，并加装了一组炮弹辊，该炮弹辊改进为可自由摆动的装置。

完成上述改进后发现，当输送带正常运行时，炮弹辊随皮带运行而转动。当输送带发生跑偏时，炮弹辊随着输送带边缘的扭转升降而摆动，从而触发皮带输送机开关，可避免进一步故障的发生，完成皮带输送机的停机操作。

3 皮带输送机堆料保护装置的现状及改进

3.1 堆料保护装置的现状分析

堆料保护装置为当皮带机输送带上堆积的物料较多时，为避免事故进一步扩大及时对皮带运输机进行停机操作。但是，在实际生产中常出现堆料保护装置异常动作的问题，不仅会导致故障的进一步扩大，还会严重影响工作面的生产效率。

目前，应用于皮带输送机的堆料保护装置以门式结构为主。在正常情况下，当输送带上堆积物料超过限值时，皮带输送机会及时停机。但是，由于门式堆料保护装置结构存在一定的缺陷导致当发生物料堆积现象时无法触发开关，进而导致故障的进一步扩大。此外，在运输过程中由于煤炭无意砸到活动门，导致堆料保护装置的误动作，使得皮带输送机停机，从而影响物料的运输效率。

3.2 堆料保护装置的改进

为解决传统门式堆料保护装置的问题，设计如图4 所示的料流上部堆料保护装置。

图4 料流上部堆料保护装置

如图4 所示，当皮带输送机正常执行运输任务时，物料离开输送带时呈现抛物线的运动轨迹，位于料流的右上方，而当皮带输送机输送带上发生堆料现象时，物料离开输送带时呈现自由落体运动，位于料流的左下方[5]。料流上部堆料保护装置利用杠杆，当发生堆料现象时物料会触碰到杠杆的底部，在杠杆作用下触碰行程开关，从而完成停机。

与传统门式堆料保护装置相比，料流上部堆料保护装置具有结构简单、动作灵敏的优势，从一定程度上提升了皮带输送机的稳定性，而且料流上部堆料保护装置具有方便维修的特点。

4 结语

皮带输送机作为综采工作面的关键运输设备，为保证设备的可靠性和运输效率为其配置了多样的保护装置，主要以防纵撕、防滑、防堆煤、防断带等保护装置为主。为进一步提升皮带输送机安全保护装置的性能，需根据实际生产情况对其进行改进，即：为皮带输送机配置整体式安装支架的断带保护装置；在原纠偏保护装置上加装炮弹辊和反压托辊；将传统门式堆料保护装置改进为料流上部堆料保护装置。改进后的皮带输送机安全保护装置应用效果良好。