煤矿带式输送机设备分析

蒋兴育

（贵州水城矿业股份有限公司机械制造分公司，贵州 六盘水 553000）

引言

矿用带式输送机是煤矿采掘工作面的重要运输设备之一，它不仅运输能力大、运输距离长、操作简单，而且适应性强，可在地质条件以及施工条件相对复杂的施工地段使用。但是在实际煤矿生产过程中，由于输送机安装质量不合格、检修维护不到位以及操作不规范，输送机在使用过程中会经常出现故障，不仅缩短了输送机的使用寿命、影响了煤矿安全高效运输，而且很容易发生重大煤矿机电事故。本文以司马矿采掘工作面安装的DTL型带式输送机为研究对象，对输送机在日常使用过程中常见故障原因进行合理分析，并提出了有效的措施，力求保证煤矿安全稳定生产。

一、带式输送机智能控制系统组成

带式输送机智能控制系统主要包括智能控制系统、智能控制箱、隔爆兼本质安全型变频器、带式输送机保护装置、料流传感器、视频监控智能报警系统等，并将各子系统监控数据汇集处理，实现系统自动运行、智能保护的功能。1）智能控制系统，采用分布式控制结构，利用工业以太环网，在带式输送机控制分站之间建立通信，实现带式输送机运输系统的集中控制。2）智能控制箱，内置可编程控制器PLC，采集变频器、传感器数据及外部命令，分析设备运行状态、物料状态、故障状态等，实现整个系统的智能节能运行。3）带式输送机保护装置，可实现对相关设备（给煤机、破碎机）的联锁控制，具有各种保护和报警预告功能。4）料流传感器，是控制系统的主要监测设备，本方案采用微波型料流传感器。运输系统启动时，可准确监控各带式输送机煤量，调整运输系统运行速度。5）设备开停传感器，煤流系统内设备均配置设备开停传感器，准确反馈各设备是否运行，并与料流传感器配合，控制系统能准确掌握运输系统内设备运行状态。6）视频监控智能报警系统，集成视频分析原理、网络技术和监测监控技术，监视和记录井下工作现场的安全生产情况，避免违规作业，及时发现事故隐患。

二、煤矿带式输送机故障机理

（一）输送带打滑

输送带打滑主要是由于驱动滚轮与输送带的运行速度不匹配而导致的相对运动，带式输送机的打滑不仅导致输送带传输失效同时又可能由于输送带摩擦而导致火灾，在下坡段出现“飞车”事故。由于张紧装置安装错误或被物料卡住从而无法提供足够的张力，使得输送带与滚筒作用点的张力过小；较快的启动速度导致输送带打滑；输送带上有积水或者滚轮由于长时间的运行而产生磨损，导致输送带阻力过小从而产生打滑。

（二）输送带断带

（1）接头不牢固：输送机在运输物料时突然出现卡顿现象，输送带接头处纵向拉力加大，若输送带接头不牢固会出现接头卡扣咬合力小于拉力，造成输送带在接头处断带。（2）输送带磨损严重：输送机在安装时由于输送带张力过大、输送带跑偏等造成输送带运输物料时机械磨损严重，主要表现在输送带变薄、输送带钢丝断裂等，致使输送带抗拉力变小，从而造成输送带断带。

（三）输送带跑偏

带式输送带跑偏主要是指输送带中心偏离输送机中心线的现象，输送带跑偏是带式输送带最常见的故障之一，输送带跑偏同时会引起输送带的撕裂、断裂以及打滑等。造成输送带跑偏的主要原因如下：1）安装误差，复杂的地形以及长距离输送过程中很难保证输送带与滚轮之间相对位置不变，从而发生跑偏。同时由于人为操作不规范的原因，使得托辊与输送带偏离标准规定值，从而使得托辊不垂直托辊组，在运输过程中产生跑偏。另外由于滚轮与输送带之间的细小偏差，导致输送带与滚轮之间的受力不匹配，从而导致输送带跑偏。2）接触面不平整，由于加工误差使得滚轮与输送带之间产生相对偏离，导致产生与输送方向不一致的外力，从而导致跑偏。3）长时间的连续输送，导致输送带头部发生磨损，从而产生与运输方向不一致的外力，进而发生输送带跑偏。4）由于输送带突然受到外界的重力作用，使得张力与输送带所需方向不一致，从而导致了输送带跑偏的现象。

（四）输送带纵向撕裂

由于煤矿输送通常为长距离输送，输送带通过内部的钢绳来增强其横向强度，但在长距离输送过程中，较大的拉力超出了输送带纵向拉力时就会产生纵向撕裂。一旦出现纵向撕裂，输送带就会失效。通常产生纵向撕裂的情况如下：1）由于违规操作，在运输过程中夹杂尖锐物质，尖锐物质会刺穿传输带，产生撕裂。尖锐物同时会卡在划痕处，随着工作时间延长，尖锐物质会不间断地增加额外的作用力，从而使传输带发生撕裂；2）运输过程中，如果输送带发生跑偏，输送带会与边缘的托辊或者托辊架发生摩擦和相互挤压，如果不能及时调整跑偏，会使输送带发生磨损，从而导致输送带撕裂；3）滚轮或者托辊由于加工误差而产生毛刺，随着运输的不断进行，毛刺会对输送带进行切割，长时间会使输送带发生撕裂。由上面分析可以知道输送带发生撕裂的原因主要是尖锐物质的摩擦及刺破，输送带跑偏以及滚轮和托辊加工误差产生的毛刺而引起的。输送带正常工作过程中，输送带和托辊受力较平稳，一旦输送带发生撕裂，撕裂的过程中会产生异常大的附加压力，维持较长一段时间，当输送带被撕裂后，压力瞬时减少。通过监测压力与整体张力变化趋势即可判断出输送带是否产生撕裂。

结语

带式输送机作为矿井主要运输设备，是建设绿色矿山的关键环节。本方案以建设高产高效矿井为目标，贯彻无人则安的理念，综合变频调速技术、煤量检测技术、智能控制技术、远程监控技术、物联网技术等，通过现场实际运行检验，实现带式输送机顺序启停，智能调速，全运输系统无人值守，并达到良好的节能效果，通过岗位替代和设备自动化升级从根本上提高煤矿安全。