胶带输送机在矿山生产中的安全运行考量

王利仁

（酒钢集团甘肃镜铁山矿业有限公司，甘肃 张掖 734000）

胶带输送机的广泛应用对工业生产具有重要意义。胶带输送机主要用于运输矿山码头等劳动密集区域的零散材料，与一般的连续输送机相比，具有效率高、应用面广等优势。由于近年来科技飞速发展，胶带输送机的相关技术也得到了极大提升，设备优势明显。但值得注意的是，由于施工单位在胶带输送机的设备优化及后期管理方面还存在不足，导致设备运行过程中故障频发。因此该文对胶带输送机的安全运行进行重点研究，以期保证运行设备的稳定。

1 胶带输送机的特点与风险因素

1.1 胶带输送机的特点

由于胶带输送机可以根据施工环境进行拆卸组装，环境适应性强，运输效率高、能耗低，并且可以根据施工需求选择多条运输线路，因此被广泛应用于矿山生产作业中[1]。但是由于技术问题，在对胶带传输机进行相关设计时，一般采用静态设计法来保证设备安全运行，但是该方法的设计成本较高，且无法保证设备稳定运行。由于我国并未完善胶带输送机生产的相关规章制度，导致国内缺少技术集中的大型设备生产中心，设备部件质量无法满足设备生产需求，同时施工单位未对胶带运输机的运行工作进行合理管控，导致在运输物料的过程中易出现设备故障或操作问题，造成严重的安全事故。

1.2 胶带输送机的风险因素

胶带输送机通过输送带将上下托辊组轴承和滚筒进行连接，以保证运输带可以进行循环直线运动，同时上下托辊组轴承与滚筒进行圆周运动，因此在设备运行过程中，可能导致操作人员或工具被卷入输送带与滚筒间的夹缝[2]。由于设备运行速度较快，输送带和滚筒及上下托辊组轴承间摩擦力较大，易导致运行过程中设备产生静电摩擦，引起火灾或爆炸事故。同时在进行设备的常规检查或物料清理工作时，操作人员可能因路面湿滑或操作不当，而导致其被卷入滚筒或托辊组轴承内，且输送机运行速度快，存在一定惯性，无法立刻停止运行，如果直接断电停运，可能导致输送带逆向运行，造成严重后果。如果输送带连接不稳定或发生断裂情况，可能导致输送弹起，造成人员伤亡。

2 胶带输送机的安全运行措施

2.1 保障设备自身性能

操作人员应合理利用高新技术对设备运行过程中的风险因素进行防范，以保障设备运行安全。操作人员应改进启动方式来保证设备启动的稳定性，通过软启动技术减少输送带启动过程中的动态张力。同时操作人员须合理替换部分设备及材料来降低胶带输送机运行中的风险系数，利用阻燃材料对可燃材料进行替换，并通过自动控制技术实现胶带输送机的无人操作模式，降低技术人员的操作风险。并且操作人员要合理利用电子机械联锁技术，及时预防设备运行过程的安全事故，通过在输送带侧方位装设运行开关，保证输送带出现故障时，操作人员可以及时拨动运行开关让设备停止运行。施工单位应在输送带与滚筒的夹缝处增设防护装置，保证操作人员不会因为设备运行故障被卷入滚筒内，并用显眼的颜色对胶带输送机内的危险高发区进行标记，提醒操作人员在设备运行过程中注意安全。同时施工单位在制定胶带输送机运行安全风险管控措施时，应保证措施具备灵敏性、科学性、动态性、可实施性、可预见性，在发生安全风险事故时，可以及时反馈收集到的数据，并对安全风险采取有效措施，以降低事故发生概率[3]。施工单位应对胶带输送带运作过程中的重大风险因素建立合理的动态监管制度，并保证通过科学适当地分析，可以制定出符合实际的安全管控措施，保证措施的可实施性对胶带输送带的安全运行具有实际意义，采用合理的安全风险管控措施，规避设备运行中可能出现的事故风险，对设备的安全运行提供保障。

2.2 加装安全保护装置

技术人员在进行胶带输送机的相关操作时，可能会遇到很多故障，例如输送带与滚筒脱节，导致输送带断裂，物料散落等情况。胶带输送机的总体结构较简单，但电动机、联轴器、减速机、滚筒等驱动装置结构较复杂，因此在胶带输送机的运行过程中，操作人员需要重点关注驱动装置，避免其在运行过程中出现故障，导致发生安全事故，一般情况下，驱动装置安装在设备尾部和头部，因此操作人员须重点关注胶带输送机的头部和尾部的安全状况，并在输送机头部和尾部等重要驱动结构位置装设符合施工要求的安全保护装置，采用金属构架的防护网对胶带输送机驱动装置进行防护，以此保障操作人员的施工安全，并可以帮助操作人员对输送机内部结构运行情况进行及时监测，尽快汇报并处理设备故障，保障胶带运输机安全运行。操作人员及时发现并替换损坏的设备零件，可以有效避免因输送机的电机及减速器产生剧烈振动，导致上下托辊组轴承温度升高的情况，减缓设备磨损速度，保障胶带输送机的安全运行。同时施工单位应在胶带输送机中增设具备防滑控温等效果的安全防护装置，降低设备运行过程中发生安全事故的概率。

以防跑偏装置为例：随着输出任务的增加，矿料布矿不均及滚筒和托辊黏料、托辊支撑架及胶带机机架不正等因素造成的胶带跑偏现象日益明显，跑偏现象会导致滚筒窜轴、托辊损坏、物料洒落在回程皮带上引起皮带与滚筒非正常磨损或跑偏处皮带与机架发生非正常摩而擦缩短滚筒与皮带的正常使用寿命，如图1所示。

图1 胶带边磨损状况

制作所需的备件，提报检修计划。在拉紧装置两侧各安装挡边托辊1组，当胶带发生跑偏时，该处立辊与跑偏皮带接触，胶带带动立辊旋转并摩擦挤压形成一定角度，促使胶带回正。切割匹配尺寸为钢板2组，并在所切割的备件上安装所用调节螺栓，将备件焊接在拉紧装置前方机架位置作为支撑，安装所改造的托辊各1组，作为调偏托辊，当该处皮带跑偏时，将安装的托辊一侧固定位置，另一侧安装的螺栓位置开始调节，原理是采用托辊在水平面内方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心，达到调整皮带跑偏的目的，如图2和图3所示。经加装改良后，减少了因皮带跑偏造成的胶带和滚筒磨损、托辊损坏较多、滚筒窜轴等设备故障，减少了设备维护成本，保证了生产输出，并且有效地减少了胶带撒矿及设备损坏次数，有效降低了岗位及检修人员的安全风险。

图2 备件示例

图3 阻燃钢丝绳芯带调偏装置加装图

2.3 对输送机进行改良

用测量仪器对所有皮带机的机架进行检测并矫正，误差范围控制在5mm内，从根本上防止皮带的跑偏。对皮带各下矿漏斗制作全封闭防护滑板式导料槽，实现漏斗下矿部位全防护。对漏斗下料口进行改造，拆除两侧托辊，利用高分子密度板支撑皮带，制作全封闭防护滑板式导料槽，导料槽主要由侧板、橡胶板、盖板、挡尘帘和附件支架等部分组成，侧板和盖板为钢体结构，为防止物料从导料槽底侧和运行输送带之间漏出来，导料槽的底边与输送带之间的空隙常用橡胶板密封，橡胶板固定或夹紧在导料槽外侧。具体方案如图4和图5所示。

图4 全封闭防护滑板式导料槽

图5 倒料槽实际安装图

封闭通廊现有的出入口，在每个出入口处设置门禁系统，皮带运行期间禁止人员进入通廊内，在点检、巡视等特殊情况下须进入时，须由管理方同意并印证身份信息方可进入。在各通廊重点部位安装烟雾报警器，出现火灾、烟雾等异常情况时及时报警。皮带打滑检测装置安装在头部滚筒非驱动端，检测到皮带打滑后产生声光报警，并输出信号继电器断开，带式输送机自动停机[4]。利用机器视觉技术，在皮带漏斗下方安装监控器监视皮带的完好情况，发现皮带被撕裂后立即停机并发出报警信号，将皮带撕裂长度减少到最小范围。能够在皮带撕裂3m内检测到，产生声光报警，并输出信号继电器断开，信号参与PLC控制系统，带式输送机自动停机。对皮带沿线补充安装跑偏开关，实现皮带轻度跑偏报警功能，重度跑偏自动停机功能。利用机器视觉技术，在漏斗内监控棚堵情况，发现棚堵苗头时立即停机并报警，将棚堵影响降低到最小，便于处理，降低安全风险。

利用机器视觉技术，在皮带运行期间直接扫描皮带上物料的体积和形状，经过对比分析后发现超标大块或废钢铁时，使皮带停机并发出报警信号。目前主要由皮带岗位人员或视频监控人员不间断观察皮带运行情况，在皮带上发现废钢铁和大块时，人工停机拣出，可靠性较低；漏拣的废钢铁、大块进入漏斗容易造成漏斗棚堵或皮带划伤事故。重点皮带安装钢丝绳芯输送带在线检测系统，能够实时监测到钢丝绳胶带内部的钢丝绳断开、胶接头钢丝抽动等变化，发现异常及时报警或停机，防止皮带发生断带故障。

现用保温矿仓料位计维护费用较高，备件采购困难，改进为可靠性较高的料位计，以保障布料小车自动运行的安全。对主要电机的温度、振动、电流进行实时监测，对主要减速器的温度、振动进行实时监测。安装风机、通风管道，将新鲜风流引入中传变内，在变电所内形成正压，减少因外部粉尘进入变电所内对变频器造成的威胁，同时达到降温目的。

2.4 建立科学的风险评价机制

针对风险类型和发生情况，应建立相对完备的风险评价机制，以便于快速识别和控制风险，依据“安全生产，预防为主”的理念，结合相关技术指标和行业经验拟定风险排查和评价方案如表1所示。

表1 风险排查和评价方案

风险评价程序过程中，主要由危险性因素识别与风险性评价2个部分组成，评价工作中风险分析与风险评价相互重叠交叉。根据使用操作等信息与以往事故经验汇集到一起，预先分析整个生命周期中的各种有害因素的评价过程。包括准备阶段、危险有害因素识别与分析、定性定量评价、根据评价结果提出安全对策，最后得出评价结论并编制评价报告。

3 结语

胶带输送机在矿山生产中具有相当高的实用价值，在使用过程中的设备稳定性和安全性，与矿山生产安全息息相关，因此需要做好胶带输送机的运行安全保障工作。结合胶带输送机的运行特点，并对常见的一些运行安全事故经验进行总结，通过技术改进和管理优化多方面保证输送机的正常运作，是提高矿山生产效率、增加矿山效益的有效手段。