矿用带式输送机自动张紧装置设计应用

张 玉 光

（霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山店坪煤矿，山西 吕梁 033100）

0 引 言

带式输送机是煤矿井田重要运输设备，它具有安装维护简单、操作方便、实用性强、运输能力大等优点；SSJ 型输送机是目前煤矿常用的带式输送机之一，主要用于采掘工作面中，SSJ 型带式输送机主要由电机、减速机、机头架、卸煤滚筒、H 架、托辊、阻燃输送带等部分组成，输送机安装调试后，滚筒运转通过摩擦作用带动输送带运行，从而实现煤炭、物料运输作用；但是在煤矿实际生产过程中，受输送机安装质量、输送机调试水平以及设备自动化水平等限制，SSJ 型带式输送机在使用过程中存在还多问题，输送带应张紧力不合格，导致输送机跑偏、窜跳、撕带现象，同时由于输送带对接质量差，人工检测不到位经常出现断带现象，威胁着采掘工作面安全运输；本文以店坪煤矿2042 巷安装的SSJ- 1000 型带式输送机为例，针对在使用过程中主要存在技术难题，对其结构进行优化，采用自动感应张紧装置代替传统游动储带装置。

1 概 述

霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山店坪煤矿2042 巷设计长度为1700m，巷道断面规格为宽×高=4.5×3.0m,巷道掘进煤层为9# 煤层，平均厚度为3.0m，平均倾角3°。

2042 巷采用综合机械化掘进施工工艺，工作面采用EBZ300 型掘进机进行巷道掘进施工，工作面安装一部SSJ 型输送机与盘区带式输送机搭接进行联合出煤；2042 巷安装的SSJ 型带式输送机采用双电机驱动方式，采用电机功率为40kW，输送带宽度为1.0m，输送机运输能力为1500t/h，在输送机距机头30m 处安装一部游动小车，主要用于人工调节输送带张紧。截止目前2042 巷已掘进470m。

2 SSJ 型带式输送机主要存在问题

1） 张紧自动化水平低：2042 巷安装的SSJ- 1000型带式输送机在使用过程中主要通过人工调节游动小车，实现了输送带张紧的目的，但是该游动小车与输送机电机无法实现联锁作用，当输送机在运输物料出现输送带松紧不宜时，需人工切断输送机电机电源，然后在进行人工调节，降低了输送机张紧自动化水平，影响着输送机运输效率。

2） 张紧调节精度低：2042 巷掘进前期每天利用检修班时间，对巷道内SSJ- 1000 型带式输送机进行检修维护，包括输送带张紧调节；但是传统输送机张紧调节是在输送机空载条件下进行的，而且完全靠人工进行调节，这种调节方式不仅劳动强度大，而且精度低，当输送机在负荷运转状态下，很容易出现输送带张紧不足现象。

3）输送机接头检测难度大：随着巷道不断开拓延伸，2042 巷安装的SSJ- 1000 型带式输送机中输送带接头数量不断增加，由于2042 巷带式输送机的输送带接头主要采用机械对接方式，在长期运转时很容易出现接头松动、卡扣掉落现象，需随时检查输送带接头质量情况，巷道掘进前期主要采用人工方式进行检查，但是该检查方法劳动强度大，检查不及时，误检率高等，导致输送机在运转过程中经常出现断带现象，制约输送机安全高效运行。

3 自动感应张紧装置设计应用

为了提高2042 巷带式输送机张紧自动化水平，降低输送机故障率，决定对原输送机张紧装置进行优化，安装一套输送带自动感应张紧装置。

3.1 输送带自动感应张紧装置结构组成

1） 输送带自动感应张紧装置主要输送带张紧感应器、激光扫描器、PLC 控制器、联锁开关、储带活动车、拉紧活动车、滑道、松带固定车等部分组成，如图1 所示。

图1 SSJ- 1000 型带式输送机自动感应张紧装置结构示意图

2）张紧感应器主要由硅胶托辊、感应弹簧、感应器等部分组成，感应器通过信号线与PLC 控制器连接；张紧感应器安装在输送机上输送带底部且与输送带接触。

3）储带活动车安装在机头架下方滑道上，可在滑道上自动移动，储带活动车通过拉紧钢丝绳分别于拉紧活动车、松带固定车连接；松带固定车固定安装在滑道另一端，如图1 所示。

4）激光扫描器固定安装H 架上，并通过信号线与PLC 控制器连接，激光扫描器可发出连续稳定的低频X 射线，从而对输送带表面及深部破损情况进行扫描。

5） 联锁开关额定电流为120A，联锁开关分别与PLC 控制器、输送机电机开关、游动车开关连接，实现联锁控制作用。

3.2 工作原理

1）带式输送机在运输物料时，在物料重力作用下输送带压缩张拉感应器中硅胶托辊及感应弹簧向下移动，并使感应器进行计算分析，及时对输送带单位面积运输物料重量进行计算。

2）当输送带单位面积运输物料重量达120kg 时，感应器及时将分析数据以电信号形式传递至PLC 控制器，控制器接收信号后将松带动作指令传递至联锁开关。联锁开关接收指令后通过游动车开关对松动固定车进行供电，此时松带固定车接通电源后，通过松带钢丝绳拉动储带活动车向机头方向移动，从而实现松带目的。

3）随着输送带物料卸载后，输送带受力减小并复位，此时张力感应器感应输送带受力低于30kg 时，再次将数据信号传递至PLC 控制器；PLC 控制器将“拉紧”指令传递至联锁开关，联锁开关接受指令后通过游动车开关对拉紧活动车进行供电，活动车及时向拉紧活动车一端移动并带动储带活动车移动，从而实现张紧输送带目的。

4） 当输送带接头出现断裂或输送带内部出现纹裂时，根据X 射线扫描仪发射的低频X 射线接收时间差，确定输送带打破损情况，并及时将收集数据信号传递至PLC 控制器，控制器经处理分析后通过显示器显示输送带打破损位置并发出警报，同时通过联锁开关及时切断输送机电机电源。

4 自动感应张紧装置优缺点及应用效果分析

4.1 自动感应张紧装置优缺点

1）自动化水平高：自动感应张紧装置主要以PLC 控制器为核心，通过张紧感应器、激光扫描仪等保护作用，实现输送机自动调节输送带张紧力，以及自动对输送带损伤情况进行检查，大大提高了输送机自动化水平。

2）降低劳动作业强度：与传统带式输送机游动车张紧装置相比，带式输送机安装自动感应张紧装置后无需专人全天候作业，降低了劳动作业强度。

3）提高张紧调节精度：传统带式输送机主要采用人工调节输送带张紧力以及检测输送带损伤强开，而采用自动感应张紧装置后，该装置可根据输送带运输物料重量，自动进行张力调节，不仅精度高、误检率低，而且减少了张力调节时，频繁启动输送机电机次数。

4）通过实际应用，自动感应张紧装置还存在一些不足，主要表现在以下几方面：①由于输送机机头处粉尘浓度大，造成PLC 控制器粉尘堆积现象严重，影响装置使用效率；②张紧感应器中感应弹簧长期做压缩、复位动作，导致弹簧变形现象严重，需定期进行更换；③激光扫描仪在进行输送带损伤情况检查时受底皮带煤泥影响，检查精度相对较低，需在激光扫描仪前方10m 范围内安装输送带清扫装置。

5 实际应用效果

2018 年 6 月店坪煤矿对 2042 巷 SSJ- 1000 型带式输送机安装了一套输送机自动感应张紧装置，截止2018 年12 月，通过6 个月应用效果观察发现，该装置投入使用后输送机未发生一起因输送带张紧调节不合理，导致输送机跑偏、撕带等事故；同时该装置共计检测输送带7 处损伤，其中接头损伤3处，并及时进行更换，避免了输送带“带病”运转，导致断带事故，全年可节约设备维修、成本费用达57余万元，大大提高了输送机使用寿命，保证了采掘工作面安全高效运输。