矿用带式输送机智能保护装置的设计与应用

2022-03-24陈伟

机械管理开发 2022年1期

陈伟

（晋能控股煤业集团四台矿，山西大同 037003）

引言

矿井的煤流运输系统主要是依靠带式输送机，其具有运输距离长、运输煤量大的特点，在实际工作过程中，由于煤中夹杂的矸石等，在输送机的转载处出现损伤，导致输送机的运转设备出现误动作[1]。因此，针对带式输送机在运转过程中出现的一些故障，在输送机的运输系统中加装智能保护装置，以提高带式输送机的开机率。

1 智能保护装置的性能特点

智能保护装置的工作原理基本相同，都是由逻辑电路、运算放大器、集成电路以及单片机组成，将控制信号以及传感器信号输入到控制箱中，对信号进行分析和判断，做出控制各类设备的运行指令，从而确保带式输送机的安全。

智能保护装置一般具有如下性能特点[2]：

1）对带式输送机的工作状态以及故障类型等有明确的指示；

2）前车具有开车预警、语言预警以及事故报警等功能；

3）智能保护装置可以单机使用，也可以多机使用，在多台带式输送机集成的运输系统中实现通讯；

4）在多台带式输送机集控时，每台输送机可以实时显示位置，采用双音频传输技术，运输系统的运行状态直观易观察；

5）各类保护传感器同时动作，实现带式输送机的多种保护，以及故障类型指示和报警。

2 智能保护装置控制系统

带式输送机的智能保护装置的控制系统是由主机和各类保护传感器组成。可以实现单机控制，通过一个控制单元控制一台带式输送机，根据输送机的工况和故障类型决定保护传感器的种类和数量。也可以实现多机控制，通过多个控制单元控制多台带式输送机，采用集控信号电缆进行连接，共同组成运输系统，实现对信号的关联互动[3]。其控制系统框图如图1 所示。

图1 带式输送机智能保护装置控制系统组成示意图

主控单元作为智能保护装置控制系统的核心，能够实现对各类数据的采集和处理工作，在显示单元中安装液晶显示模块，在声光报警模块中安装蜂鸣器和指示灯，当指示灯为绿色时，说明系统运行正常；当指示灯为红色时，说明系统运行异常，报警器发出报警声。

控制系统中速度检测主要是依靠光电式速度传感器，对输送机运行的皮带速度和滚筒线速度进行监测，实现皮带的比差检测。温度检测主要是采用红外线温度传感器，利用被检测物体表面产生的红外热辐射，对滚筒的运行温度进行检测。跑偏检测是在输送机皮带正常运行条件下，皮带跑偏装置与立棍接触时，立棍会在皮带的转动下出现一定的偏移，装置会接收信号并开始动作，视情况对跑偏的输送机进行调整和停机[4]。

3 智能保护装置的设计

3.1 尾清煤保护装置

为了降低输送机尾部出现的堆煤现象，在尾部安装清煤保护装置，示意图如图2 所示，在安装时，与皮带之间有一定的角度，当皮带下部有物料时，便于及时进行清扫。装置的底部在弹簧加压装置的作用下，与皮带实现无缝对接，确保物料得到及时清扫。为了防止大块煤矸石翻越清扫器，对滚筒造成伤害，加装加高防护装置，在滚筒和保护装置中间，有防护隔断，防止出现人员伤亡。

图2 尾清煤保护装置示意图

3.2 防滑保护装置

防滑保护装置一般安装在机头处下胶带上方或上胶带下方，是通过转动滚轮来控制输送机的运转速度。在运输过程中，煤块在撞击过程中会对带式输送机造成损坏，使带式输送机的滚轮出现颤动或跳动，出现误动作，使速度传输信号失真。为了降低这种现象，采用压板式的固定支架，通过弹簧的弹力产生压力，在带式输送机出现颤动时，确保滚轮紧贴带式输送机，实现同步运转，避免误动作，确保信号传输的真实性，保证带式输送机的安全运转，为运输系统提供保障，防滑保护装置的示意图如图3 所示。

图3 防滑保护装置示意图

3.3 纵撕保护装置

纵撕保护装置一般安装在机头、机尾或是转载区域，也可以安装在带式输送机的底部，当安装在输送机的底部时，飞溅的煤矸石等会砸落在纵撕保护装置上，造成保护误动作，出现保护装置接近开关的磁铁丢失。为了避免这种现象，在保护装置的磁铁部位安装一套自制套筒，同时在套筒内设置一个挂钩，通过套筒来保护接近开关的磁铁，防止纵撕保护误动作。在纵撕保护后，接近开关会与钢丝绳上的小磁块一起悬挂在挂钩上，便于快速恢复保护。

4 效果分析

在没有进行智能保护装置设计前，带式输送机在运输过程中，每周会出现误动作2～3 次，对输送机进行检修也会浪费大量的时间。在维修期间，运输系统不能正常运转，严重影响生产的按时进行，从误动作到恢复运转至少需要30 min，增大了运营成本。在设计智能保护装置后，带式输送机的误动作大大降低，避免了因误动作而造成的停机现象，降低了成本，提高了效益。