煤矿带式输送机纵向撕带保护装置应用分析

夏雯霞

（大同煤矿集团中央机厂，山西大同 037003）

0 引言

我国目前大多数矿井运输设备采用带式输送机，其具有运载量大、运输距离长、事故率低、结构简单的特点。由于带式输送机运输距离远、工作时间长的原因，在生产中很容易造成带式输送机发生故障。为了确保带式输送机能够正常工作，技术人员在输送机上安装防跑偏、烟雾等保护装置，这些保护装置目前在矿井中使用比较成熟，然而在防输送机皮带纵向撕裂方面还没有形成一套有效的防治措施[1]。所以对带式输送机采取有效的撕带预防措施，对输送机安全稳定运行具有重要意义。

某集团沟矿8201 工作面位于同忻三盘区北东部为山2#层盘区巷，北西部为8202 设计工作面，南东为8206 设计工作面，南西为山2#煤层可采边界。8201 工作面设计走向长度为1 200 m，倾向长度为200 m，工作面回采煤层为2#煤层，平均厚度为2.71 m，煤层内含夹矸1～2层(总厚度为0.9 m)。煤层走向北西，倾向南东，结构相对简单。工作面采用综合机械化回采工艺，截止目前工作面已回采560 m。

8201工作面回采期间在2201巷安装一部DTL120型带式输送机进行煤矸运输，输送机电机功率为400 kW，运输能力为300 t/h；由于受煤质、输送机检修维护水平、输送机安全管理水平等影响，工作面在回采前期，共计发生13 起事故，主要包括电机烧毁、纵向撕带、减速机轴承断裂等，其中撕带事故共计9起，共计造成经济损失达50余万元。

1 带式输送机纵向撕带事故原因

带式输送机在正常运转时出现纵向撕裂的原因有很多种，通过现场观察发现，2201 巷带式输送机纵向撕带原因主要有以下几种。

1.1 输送机自身原因

（1）带式输送机发生跑偏时，输送带在纵向、横向受力不均，造成输送带产生撕带力矩，导致输送带撕裂。

（2）带式输送机在长期运转磨损下，内部钢丝断裂，造成输送带承载能力降低，在张力作用下发生断裂。

（3）上皮带上的物料在卸载时没有完全掉落而进入下皮带会导致下皮带上的残留物与皮带长时间摩擦而发生纵向撕裂[2]。

1.2 安全管理不到位

（1）由于回采煤层内含有夹矸，输送机在运输煤矸时片状、尖锐状矸石对输送带产生磨损[3]，导致输送带撕裂。

（2）由于煤炭在开采时工作面回采期间安装较多数量的机电设备，这些设备在生产时难免会掉落部分零件导致皮带被割伤而发生撕裂。

（3）检修人员没有及时发现异物或工作失误，将异物遗留在物料中也会导致皮带被割伤。

（4）采煤机在割煤后，工作人员没有及时将顶板的锚杆进行回收或回收不彻底造成部分锚杆混在物料中，导致皮带发生撕裂。

带式输送机的皮带发生撕带事故时，不仅影响着工作面正常回采，降低了输送带使用寿命，而且很容易发生伤人事故[4]；通过对2201巷DTL型带式输送机发生撕裂事故的位置统计发现，皮带撕裂常常发生在输送机转载处及机尾卸料处。为了实现对带式输送机实时监控，防止撕带事故发生，决定对2201 巷DTL 型带式输送机安装一套纵向撕带保护装置。

2 带式输送机纵向撕带保护装置

2.1 装置结构组成

（1）2201 巷带式输送机安装的纵向撕带保护装置主要由悬挂链条、防刺检测装置、检测板、接近传感器、挡板、托盘、配重等部分组成，如图1所示。

图1 带式输送机纵向撕带保护装置结构示意图

（2）该装置主要安装在上下输送带间固定支架上，固定支架与皮带保持垂直状态；2条悬挂链条分别固定在支架两侧，并将金属托盘与这2 条链条相连，托盘后面设置平衡用的配重。

（3）挡板安装在托盘底部及链条前方，检测板安装在托盘上，接近传感器安装在托盘侧面与检测板相互配合，数据的输出端与单片机控制器相连，单片机控制器能够对数据进行简单地处理，最终将处理后的信号传递到中央控制器[5]。

2.2 工作原理

（1）数据的检测主要是通过天平对两侧重量进行衡量，若带式输送机正常工作，此时托盘与配重处于平衡状态，托盘处于静止或某一高度。由于接近传感器能够检测到托盘，数据传感器会发出正常电平数据，单片机控制器对数据进行简单地处理将正常信号传递到中央控制器。

（2）一旦皮带发生撕裂，皮带上的物料就会掉入天平托盘中，托盘在承载较多物料后会失去平衡，此时托盘侧下降而配重侧上升，距离传感器能够检测到托盘变化，数据传感器会发出异常电平数据，单片机控制器对数据进行处理将异常信号传递到中央控制器，中央控制器根据信号作出相应地处理。

（3）若输送带发生撕裂后物料没有掉入天平托盘中而是掉入下皮带，此时挡板由于与下皮带相切，皮带上的物料便会与挡板碰撞，挡板的移动又会导致托盘位置变化，因此挡板移动后带动托盘变化会被接近传感器检测到传递给单片机控制器，单片机控制器对数据进行简单地处理将异常信号传递到中央控制器，中央控制器根据信号发出报警同时断开驱动电机电源。

2.3 装置优点

（1）结构简单、成本费用低。带式输送机纵向撕带保护装置结构相对简单，便于安装维护[6]，整套装置成本费用为0.76 万元，成本费用相对较低，在实际应用中装置故障率低。

（2）自动化水平高。该装置采用磁性传感器能够及时发现物料中存在的金属异物，一旦发现异常会及时进行报警；同时具有金属监测系统与中央控制器连锁停车功能，一旦发现异常及时停机，防止事故扩大，装置动作灵敏可靠、自动化水平高[7]。

（3）实用性强。该装置不仅可用于煤矿带式输送机中，而且还可用于隧道、桥梁、建筑等领域中，实用性强、应用区域广[8]。

3 结束语

2019 年4 月对2201 巷DTL 型带式输送机安装了一套纵向撕带保护装置，截止到2019年10月，通过6 个月实际应用效果来看，输送机安装该保护装置后，共计检测出输送带7次撕带现象，并及时对输送机闭锁断电，撕带总长度不足20 m，与工作面回采前期相比撕带长度减少了87 m，撕带事故率由原来的19%降低为3%，降低了带式输送机维修成本费用达42 余万元，保证了带式输送机安全高效运行，该装置在其他煤矿进行很好地推广应用。