煤矿井下带式输送机保护的重要性

刘晓鹏

（山西新景矿煤业有限责任公司，山西 阳泉 045000）

引言

在煤炭开采过程中运用到了各类的机械设备，其中带式输送机是保障煤炭物料连续开采运输的关键设备。带式输送机所面临的开采环境越发的恶劣，导致其故障率居高不下，容易在开采过程中发生停机，甚至是皮带断裂的情况，严重影响了煤炭企业的经济性，因此有必要提升其本质安全化的管理水平，并对带式输送及安装保护装置，减小人工干预，并且有必要对带式输送机的安全保护装置的安装方法进行研究，从而提高带式输送机的高效、经济运行水平。

1 矿井带式输送机简介

带式输送机是输送效率高，输送能力大，结构简单，维护量小，可实现在不同的距离，不同的材料运输[1]。如图1所示为带式输送机的结构组成图，主要包括皮带、滚子轴承、滚辊轴。带式输送机广泛应用于采矿、火电厂输煤系统等项目。带式输送机运行过程中经常出现的典型问题，尤其是滚子轴承、滚辊轴容易出现故障，缺乏必要的保护装置，如果能按照国家强制性标准安装安全保护装置将提升带式输送机的本质安全水平。

图1 带式输送机结构组成示意图

收稿日期：2021-06-07

作者简介：刘晓鹏（1984—），男，山西临县人，本科，毕业于太原理工大学采矿专业，科员，机电工程师。

2 输送带的典型故障

2.1 .输送带皮带偏差

带式输送机中工作环境复杂，所以在工作中经常发生皮带偏差。由于传送带的偏差可能会导致皮带边缘和机架之间的磨损，因此会导致皮带直接影响生产。由于传送带更重要，也是最昂贵的部件，其价格占到总价的约25%~50%[2]。由于以下因素，导致皮带发生偏差。

2.1.1 设备本身因素

1）机架刚性较差，荷载下变形较大，造成皮带偏差。

2）辊筒外柱误差较大，在输送带运行时产生偏差。

3）支辊旋转不灵活，导致输送带两侧应力不均匀，造成输送带偏差[3]。

4）平行度误差圆柱轴和辊轴过大，导致输送带偏差。

5）输送带本身质量可疑，薄厚不均匀，导致冲击铅输送带偏差。

6）输送带皮带制造质量有缺陷，皮带两侧边长不一致，导致输送带运行偏差。

7）与皮带接头不平行，连接误差太大，造成皮带偏差。

2.1.2 安装工艺因素

1）传动、换辊轴、输送机中心线垂直误差过大，使输送机和水平线倾斜度较大，造成皮带偏差。

2）辊轴和输送机中心线垂直误差较大，也会导致皮带偏差。

3）机架与接地之间的连接强度不够，机架不稳定，造成皮带偏差。

4）排放槽料板位置不正确，输送带两侧力不均匀造成皮带偏差。

2.2 防止皮带发生偏差的措施

一是由于输送带制造中的设备造成的偏差，主要通过改进设计、制造精度，以防止和减少输送带偏差的发生[4]。二是安装调整不当，日常使用造成偏差，主要考虑以下方面：

输送带在驱动辊或后辊上的偏差，通常通过调整滚子轴承的位置来消除。

1）辊旋转轴和输送机的纵向中心线不垂直，导致输送带一侧松动，另一侧紧，皮带从紧侧向松侧移动，发生偏差现象。应调整拧紧偏差侧的轴承位置。使皮带的水平拉力相等，消除偏差。尾辊螺旋张紧时，尾辊偏差的原因可能是两侧张紧装置螺杆顶紧功率不等，导致不平衡[5]。

2）气缸轴不水平，两端轴承的高度差是导致头或尾偏差的另一个原因。此时，两端滚子轴承应加减通找平辊轴的垫片，以消除输送带偏差。

3）辊子表面黏附材料，相当于增加辊子局部圆径，会导致输送带偏差，应加强输送带的空段清洁，减少皮带表面的灰尘附着，防止灰尘产生静电。通常传送带都会产生局部偏差，严重时会造成中心偏差。在面对偏差现象时，应根据工况条件深入分析，不得武断决定。

3 带式输送机安全保护措施

安装质量直接影响输送带寿命和运行阻力。带式输送机维修和更换成本也是运行费用的重要组成部分。输送机的运行阻力、功耗、滚子、皮带寿命、维护工作量、运输成本等辊子运行质量影响显著。因此，正确安装保护装置是保证带式输送机稳定运行的重要内容，对工程具有现实意义[6]。

3.1 防打滑保护装置

依据《GB 51145》15.3.4与《GB 51145》16.5.7的国家标准，防打滑保护装置的安装保护要点为：

1）电磁式防滑保护装置的磁铁应安装在从动滚筒侧面，速度传感器应安装在与磁铁相对应支架上。

2）防滑保护装置一般要贴近带式输送机的皮带表面安装，才能达到防滑效果。对防滑保护装置进行安装时，要制作外部支架。

3）传感器的外部支架应采用标准件，不符合使用随意设计的支架造型，通过支架安装传感器时，不得再使用其他非安全件进行绑扎固定。

3.2 防跑偏保护装置

依据《GB 51145》15.3.2和《GB 51145》16.5.1的国家标准，防跑偏保护装置的安装保护要点为：

1）应用支架安装在皮带易出现跑偏的地段，不得用铁丝捆绑，皮带跑偏且胶带推动传感器的导杆偏离中心线150 mm±50 mm时，跑偏开关应动作，并应发出跑偏语音报警；当延时10 s±5 s后仍处于跑偏状态时，保护装置主机应自动切断电源。

2）自动纠偏装置安装在带式输送机上的间隔应为上胶带50 m一组、下胶带100 m一组。

3）跑偏保护装置应成对使用，且距离机头、机尾10~15 m处应各安装1组，当带式输送机有坡度变化时，应在变坡位置安装1组，简易胶带跑偏保护可在机头安装1组。

4）跑偏保护应用专用托架固定在带式输送机大架或纵梁上。

3.3 防堆煤保护装置

依据《GB 51145》15.3.8和《GB 51145》16.5.2的国家标准，防堆煤保护装置的安装保护要点为：

1）煤仓处堆煤保护传感器应安装在机头下胶带200 mm水平以下，其平面位置应在煤仓口范围内。

2）胶带与煤仓直接搭接时，应分别在煤仓满仓位置及溜煤槽落煤点上方500 mm各安装一个堆煤传感器，传感器应灵敏可靠。

3）两部带式输送机转载搭接时，堆煤传感器应在卸载滚筒前方吊挂，传感器触头水平位置应在落煤点的正上方，并应在带面中间，距下部胶带上带面最高点距离不大于500 mm，且吊挂高度不应高于卸载滚筒下沿；安装时应满足洒水装置的要求。

4）皮带与溜煤槽搭接时，堆煤保护传感器触头可安装在卸载滚筒一侧，吊挂高度不应高于卸载滚筒下沿，水平位置距卸载滚筒外沿应不大于200 mm。

5）堆煤保护控制线应在巷道顶板垂直引下，传感器触头应垂直吊挂，并应可靠固定。

6）两部带式输送机倾斜或垂直搭接时，煤位传感器可安装在卸载滚筒一侧，传感器触头位置不得高于卸载滚筒下沿，水平位置距卸载滚筒外沿不应大于200 mm。

3.4 温度监测装置

依据《GB 51145》15.3.7和16.5.5的国家标准，温度保护监测装置的安装保护要点为：

1）利用传感器对带式输送机滚筒的传动轴进行红外线方式的检测，同时感应轴承座上的传动速度，并且将红外线发射频率与传动轴的转速相匹配。在检测过程中容易发生传感器温度的升高，需要与滚筒保持安全的检测距离，该距离为300~500 mm。

2）传感器的红外线发射光速应正对传动滚筒的传动键，为了防止产生异常的温度，检测距离应保持300~500 mm。

3）传动滚筒的轴承盖，一般配置有多个驱动装置，在安装传感器时应进行设计优选，一般的安装原则为安装在离滚筒较远的轴承盖上。

4）热电偶感应式温度探头安设在主动滚筒和输送带接触面不超过10 mm的位置处。为防止碰坏热电偶，采用软固定方式固定热电偶。目前大多数煤矿是这样安装的。

5）双驱动滚筒都应安设温度监测装置。

3.5 烟雾监测装置

根据《GB 51145》16.5.6和《AQ 1029》7.6规范要求，烟雾监测装置应当安装在带式输送机机头驱动滚筒下风侧10~15 m处输送机正上方。

4 结语

带式输送机工作环境普遍恶劣，保持设备良好运行，延长设备寿命，提高运行质量，降低运行成本是工程技术人员的研究目标。通过对输送带典型故障的分析以及对提出的有效保护措施进行研究，有利于提高现场维护人员水平。