0、前言
由于滾筒驅(qū)動
帶式輸送機構(gòu)造簡單、運輸能力強、運距長、耗能少，現(xiàn)已成為井下主要運輸設備，在現(xiàn)代化礦井中，從采區(qū)井底到礦井井口的整個煤炭運輸任務幾乎全部是由帶式輸送機來完成的。目前平頂山煤業(yè)集團井下在用滾筒驅(qū)動帶式輸送機約為900臺，其中鋼絲繩芯帶式輸送機34臺，其他均為整編芯塑料織物帶式輸送機，帶式輸送機總運輸距離達280 km，安裝傾角向上運輸最大達30。，向下運輸最大達26°。
隨著用量增加，傾角較大的帶式輸送機斷帶事故對礦井生產(chǎn)和安全的影響也越來越突出。一旦發(fā)生輸送帶斷裂，輸送帶及其運載的物料就會在重力作用下加速下滑。下滑時輸送帶頭甩動抽打的力量很大，破壞性很強，沿途打壞托輥、邊管、機架和巷道內(nèi)的電纜及電器設備，滑下去的輸送帶和物料大量堆積并淤塞在運輸巷道的中間或底部，搶修時需要投入大量人力、物力，搶修難度大、需長時間停產(chǎn)。由于斷帶造成1個或幾個采區(qū)甚至全礦停產(chǎn)幾天的事故并不罕見，造成的經(jīng)濟損失巨大。更嚴重的是，若巷道內(nèi)有人員活動，極有可能造成重大人員傷亡事故。
1、帶式輸送機斷帶原因分析及預防方法
1.1原因分析
(1)輸送帶被擠壓卡死、托輥滾筒轉(zhuǎn)動不靈活、輸送帶拖地或磨機架等非正常機械摩擦和裝載過量都會導致輸送帶承受的牽引力增加甚至是大幅度急劇增加，一旦牽引力大于帶體特別是帶接頭的實際抗拉強度時，就會造成斷帶事故。
(2)若用帶式輸送機運機電設備、支護材料和大煤塊矸石等大體積、高硬度、尖銳的物體時，特別是這些物體從帶式輸送機轉(zhuǎn)載到另一部帶式輸送機時，很有可能將輸送帶帶體內(nèi)或鋼絲繩芯輸送帶的鋼絲繩芯砸傷甚至砸斷，堅硬物體卷入滾筒也有可能將帶體或鋼絲繩損傷，輸送帶帶體或鋼絲繩斷裂后，輸送帶的抗拉強度降低，當抗拉強度低于輸送帶實際承受的牽引力時，也會造成斷帶事故。
(3)使用中的輸送帶承載表面的橡膠層難免會有破口，若使用時間較長或運料管理不好，輸送帶表面橡膠層會有很多破裂口。由于井下煤水腐蝕性很強，一帶芯或鋼絲繩和煤水接觸，很快就會被腐蝕損壞，抗拉強度下降，甚至發(fā)生斷帶事故。
(4)輸送帶的接頭處是最容易出現(xiàn)斷裂的薄弱環(huán)節(jié)。質(zhì)量較好的硫化接頭其抗拉強度也不到正常帶體的80%，機械接頭抗拉強度僅為正常帶體的6%左右。輸送帶接頭，特別是鋼絲繩芯輸送帶的硫化接頭對接頭材料、工藝、接頭形式等要求非常嚴格，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導致接頭抗拉強度大帽度下降，現(xiàn)場中80%以上的斷帶都發(fā)生在接頭處。
1.2預防方法
為了防止斷帶事故，可從兩方面著手：
(1)從加強管理人手，選用高質(zhì)量的設備、輸送帶和接頭材料；加強現(xiàn)場管理，提高設備維護、檢修質(zhì)量，改善設備運行環(huán)境，確保設備完好運行；強化運料管理，堅決杜絕用帶式輸送機運機電設備、支護材料和大塊矸石等物體；加強對輸送帶接頭，特別是硫化接頭的管理，確保接頭質(zhì)量可靠，運行中的輸送帶必須明確專人至少每天對輸送帶狀況詳細檢查一遍。要進行輸送帶狀況定期檢測或安裝在線檢測裝置；一旦發(fā)現(xiàn)接頭異常，立即停車重新更換接頭。
(2)在輸送機機身裝備斷帶抓捕器，以各應急之用，一旦斷帶發(fā)生，抓捕器馬上動作，迅速抓住下滑的輸送帶，防止斷帶釀成重大事故。
2、斷帶抓捕器結(jié)構(gòu)與工作原理
由于煤礦工作環(huán)境特殊，使用中的帶式輸送機斷帶情況難以杜絕，因此加裝斷帶抓捕器非常必要。根據(jù)執(zhí)行抓捕動作的結(jié)構(gòu)來看工作原理有所不同，分為摩擦棘輪式、滾輪擠壓式、楔塊自鎖夾緊式等結(jié)構(gòu)。根據(jù)平煤集團各生產(chǎn)礦井的實際情況，經(jīng)多次調(diào)研，首先在十二礦主斜井帶式輸送機選用了徐州遠大科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的PDB型斷帶抓捕器進行工業(yè)性試驗。
斷帶抓捕器其結(jié)構(gòu)如圖1所示輸送機正常工作時，制動閘塊8和輸送帶10保持圖示間隙，偏心側(cè)輥9隨輸送帶的運行而同心轉(zhuǎn)動，作正常托輥使用。一旦發(fā)生斷帶或逆止器失效，輸送帶下滑，偏心側(cè)輥在輸送帶摩擦力的作用下偏心、逆轉(zhuǎn)，帶動輸送帶10上移。當偏心側(cè)輥逆轉(zhuǎn)到一定角度時，撥動鉸鏈四桿機構(gòu)中的連架桿3瞬時針轉(zhuǎn)動，使連架桿2下移，制動梁通過螺釘6與連架桿4固聯(lián)，即制動閘塊8也下移，使制動閘塊8和輸送帶10的間隙逐漸變小，最終迅速將下滑的輸送帶10制功。制動力的大小可通過調(diào)整制動力調(diào)整螺釘7獲得。
3、斷帶抓捕器的現(xiàn)場試驗與應用
平煤集團十二礦主斜井提升采用鋼絲繩芯強力帶式輸送機，輸送帶寬度1000 mm，向上運輸傾角170．運輸長度1300 m，使用輸送帶為帶強3150 Nl一的鋼絲繩芯高強輸送帶。根據(jù)計算上輸送帶安裝24臺上斷帶抓捕器，下輸送帶安裝4臺下帶抓捕器，在170．水平給煤機距井r]600 m中，布置了18臺，每臺間距40m，170水平給煤機以下為每臺間距100m。
為了驗證斷帶抓捕器的斷帶抓捕工作效果和工作可靠性，現(xiàn)場進行了一次空輸送帶無載荷模擬斷帶試驗。
由于帶式輸送機安裝有逆止器，無法使帶式輸送機反轉(zhuǎn)，現(xiàn)場采用絞車上拉輸送帶然后下放的辦法造成輸送帶反轉(zhuǎn)。在輸送機上方用輸送帶卡具卡住上帶，并將JH - 20T回柱絞車鋼絲繩端頭固定在輸送帶卡具上，開動絞車將輸送帶向上提升4m左右，然后以慢速（約4m/min）下放輸送帶，觀察斷帶抓捕器的動作情況。
現(xiàn)場觀察到，輸送帶向下滑動的瞬間，斷帶抓捕器兩側(cè)偏心輪依靠輸送帶間的摩擦驅(qū)動逆轉(zhuǎn)，敞開式可擺動機構(gòu)迅速使制動梁回擺，并與偏心輪形成偏心輪閘塊抓捕工作機構(gòu)，從輸送帶下滑開始到抓捕后輸送帶靜止，重段輸送帶在抓捕器上共下滑400 - 500 mm，其中沿線上方下滑大，沿線下方下滑小。經(jīng)現(xiàn)場檢查28套斷帶抓捕器中有22套完全正常動作，有6套一側(cè)動作，另一側(cè)未動作，可靠動作率約為90%。
經(jīng)對試驗方法、過程和結(jié)果進行分析，認為由于試驗采用空輸送帶，慢速下放，輸送帶對斷帶抓捕器兩側(cè)偏心輪的摩擦帶動力比實際情況要小得多，在此情況下有90%的斷帶抓捕器能迅速動作，證明裝置是靈敏可靠的。從輸送帶下放到完全制動住下滑400。500 mm也基本正常，為進一步提高可靠性建議十二礦根據(jù)情況適當增加幾組斷帶抓捕器。
4、結(jié)語
由于帶式輸送機在煤礦井下的應用日益廣泛，安裝傾角也越來越大，斷帶事故難以從根本上避免，潛在危害相當嚴重，已成為礦井重大安全隱患。目前情況下，完全杜絕輸送帶斷帶發(fā)生還不現(xiàn)實。PDB型斷帶抓捕器結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，托輥運行壽命長，采用敞開式可擺動機構(gòu)能夠根本擺脫帶式輸送機貨載及雜物的影響，適用于煤礦作業(yè)環(huán)境；利用偏心輪閘塊工作機構(gòu)實施瞬時抓捕，滑動距離小，抓捕性能好，對輸送帶沖擊也較小，不會對輸送帶的強度構(gòu)成影響；采用多點布置，可消除斷帶點隨機變化對斷帶抓捕的困難，抓捕的可靠性較高。現(xiàn)場試驗證明斷帶后抓捕效果良好，是防止傾斜向上運輸帶式輸送機斷帶釀成重大事故的有效措施。
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