带式输送机阻燃输送带检验方法及应用

张 铭

(山西潞安检测检验中心有限责任公司，山西 长治 046200 )

0 引 言

带式输送机在煤矿运输领域有[1]。随着煤矿开采效率的不断提升，带式输送机的输送效率越来越高，导致很多矿井中的输送机都是长时间满负荷运行[2]。矿井环境特殊，空气中包含有很多瓦斯、煤粉等易燃易爆物体，煤炭本身属于易燃物质，如果带式输送机工作时产生火花，极易引发火灾甚至爆炸等安全事故[3-4]。为确保煤炭运输的安全，带式输送机中使用的皮带普遍具有阻燃性质，目的在于避免使用时产生火花[5]。皮带作为带式输送机中非常重要的构成部分，其性能好坏对整个带式输送机均有非常重要的影响[6]。因此在使用阻燃输送带前，有必要对其各项性能进行检测检验，确保满足相关要求。

1 阻燃输送带

为了提升煤矿运输过程的可靠性和安全性，目前很多矿用带式输送机中使用的皮带均为阻燃输送带。输送带在使用前需要对各项性能指标进行严格检验，以保障使用过程的安全性。以DTL120/150/2×315型带式输送机使用的阻燃输送带为例进行分析，该型号输送带的宽度为1.2 m，为整芯阻燃输送带。行业规范标准MT914-2008《煤矿用织物整芯阻燃输送带》对此类输送带的各项性能指标给出了明确要求。在所有性能指标中，输送带的抗拉强度、燃烧性能以及表面电阻是最为重要的。因此主要以上述三个性能指标为例对带式输送机中使用的阻燃输送带性能进行验证。只有确保阻燃输送带各项性能满足规范标准中的要求，才能够保障煤矿运输的安全与可靠。

2 性能检测检验设备及试样

2.1 检测检验仪器设备

矿用带式输送机阻燃输送带需要进行检测检验的项目主要包括抗拉强度、阻燃性能和抗静电性能，用到的设备主要包括拉力试验机、燃烧试验装置和电阻测量装置。整个检测检验过程中，需要严格按照标准控制环境参数，空气的温度和湿度分别在23±2℃和45～75%RH范围内。以下主要对这些实验装置的技术指标和性能进行简要介绍。

(1) 万能拉力实验机 在对阻燃输送带的抗拉强度进行检验时，要求设备能够对皮带进行很好的夹持，且实验过程中不得出现打滑、夹断等问题。选用的具体设备型号为RGM-3300，可以对阻燃输送带的抗拉强度进行检验。该型号设备的测试速度可以控制在0.01～500 mm/min范围内，所得结果精度在1%范围内。

(2) 燃烧实验装置 使用的实验设备为CMK-1，该设备中使用的燃料为甲醇和乙醇，两种燃料的比例为1：19。燃烧过程中火焰高度可以根据实际情况在150～180 mm范围内调节，火焰温度在900～1 020 ℃左右。

(3) 电阻测量仪器煤矿工作环境较为特殊，要求输送带具有一定的抗静电能力，如若不然输送带工作时与滚筒、托辊等摩擦时可能产生火花，引发火灾、爆炸等安全事故。使用的是PC68型数字高阻计，有效测量范围为1×103～1×1016Ω，测量误差可以控制在5%范围内。

2.2 阻燃输送带检测试样制备

为了能够更好的描述阻燃输送带的实际性能，在对输送带进行取样检测时必须严格按照规范标准执行。对检验试样的具体要求如下：①拉伸试样。需要取样的数量为10个，取样位置应该与输送带边缘位置超过50 mm，所取试样为矩形，长度为950 mm，宽度为150 mm。要求试样的表面干净，不得出现油污污染；②燃烧试样。所取数量为6个，取样位置与输送带边缘位置超过50 mm，试样为矩形，其长度和宽度分别为150 mm和25 mm，误差可以放宽到2 mm范围内。要求试样表面光滑，不得出现破损现象；③电阻试样。取样数量为6个，试样为边长为300 mm的正方形。要求对试样表面进行彻底清洁，然后在干燥空气中静置1天。

3 检测检验结果分析

3.1 抗拉强度检测结果

阻燃输送带的拉伸强度、粘结强度以及撕裂力等都是比较重要的技术指标，这些技术指标统一可以利用输送带的抗拉强度和断后伸长率进行检验。实验时利用拉伸设备的两个夹持器分别对试样两端进行夹持，并以100 mm/min的速度进行拉伸，直到输送带拉断为止。10个试样中，5个进行纵向拉伸强度检验，5个进行横向拉伸强度检验，结果如图1所示。

图1 阻燃输送带抗拉强度检验结果统计

从图中可以看出，阻燃输送带的纵向抗拉强度在838～951 N/mm范围内，横向抗拉强度在352～411 N/mm范围内。阻燃输送带不管是纵向还是横向抗拉强度都在一定范围内变化，这主要是由于测量误差引起的。标准中规定阻燃输送带的纵向和横向抗强度值分别不得低于800N/mm和286N/mm。可见，检测的阻燃输送带抗拉强度满足标准要求。

阻燃输送带的断后伸长率在纵向和横向方向上虽然有一定程度的差异，但是差距非常小。纵向断后伸长率在19.48%～23.14%范围内变化，横向断后伸长率在25.63%～28.06%范围内变化。标准中规定阻燃输送带的纵向和横向断后伸长率分别不得低于15%和18%。可见，检测的阻燃输送带断后伸长率满足标准要求。

3.2 阻燃检验实验结果

燃烧实验可以很好的反映阻燃输送带的阻燃性能，主要性能指标为燃烧时间，可进一步划分成为有焰燃烧时间和无焰燃烧时间。如图2所示为阻燃输送带阻燃性能检验结果。从图中可以看出，有焰燃烧的最长时间和最短时间分别为1.44 s和1.15 s，6个试样的平均时间为1.27 s。无焰燃烧的最长时间和最短时间分别为0.35 s和0.25 s，平均时间为0.3 s。规范标准中对燃烧时间有明确要求，对于6个表面完全覆盖了阻燃材料的试样，单个试样无论是有焰燃烧时间还是无焰燃烧时间都不得超过10 s，所有试样的有焰燃烧时间和无焰燃烧时间的算术平均值需要控制在3 s范围以内。可见，阻燃输送带的燃烧实验结果远远低于规定标准中的要求值。

图2 阻燃输送带阻燃性能检验结果

3.3 表面电阻检测结果

利用PC68型数字高阻计对试样的上表面电阻和下表面电阻进行测量，取两个表面的平均值作为该试样的检测结果。如图3所示为阻燃输送带表面电阻测量结果，从图中可以看出，6个试样的表面电阻值全部没有超过3×108Ω，满足标准中的规定值。说明阻燃输送带的抗静电能力相对较好，可以达到矿井环境的使用要求。

图3 阻燃输送带表面电阻测量结果

4 阻燃输送带检测检验结果评价

以上主要对DTL120/150/2×315型带式输送机中使用的阻燃输送带各项性能指标进行了检测检验。结果发现，输送带的抗拉强度、燃烧时间以及表面电阻值都严格控制在了规范标准中要求的范围以内。验证了阻燃输送带的性能，质量控制结果是令人满意的，可以在煤矿运输过程中进行应用，从而提升煤矿运输过程的安全性。

5 结 论

以DTL120/150/2×315型带式输送机使用的阻燃输送带为例，对其抗拉强度、阻燃性能和抗静电性能进行了检测检验，得结论主要如下。

(1) 阻燃输送带的纵向和横向抗拉强度最小值分别为838 N/mm和352 N/mm，对应的断后伸长率最小值分别为19.48%和25.63%，全部高于标准要求。

(2) 阻燃输送带的有焰燃烧时间和无焰燃烧时间，不管是单个试样还是全部试样平均值均远远低于标准中的要求。

(3) 阻燃输送带表面电阻值在2.29×108～2.87×108Ω范围内变化，满足标准中输送带表面电阻不得超过2.87×108Ω的要求。

(4) 对三个重要性能指标的检测检验发现全部满足标准要求，阻燃输送带的性能质量控制是合格的，能应用到煤矿工程实践中，可以保障矿井生产安全。