0、前言
    由于滾筒驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)輸能力強(qiáng)、運(yùn)距長(zhǎng)、耗能少，現(xiàn)已成為井下主要運(yùn)輸設(shè)備，在現(xiàn)代化礦井中，從采區(qū)井底到礦井井口的整個(gè)煤炭運(yùn)輸任務(wù)幾乎全部是由帶式輸送機(jī)來(lái)完成的。目前平頂山煤業(yè)集團(tuán)井下在用滾筒驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)約為900臺(tái)，其中鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)34臺(tái)，其他均為整編芯塑料織物帶式輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)總運(yùn)輸距離達(dá)280 km，安裝傾角向上運(yùn)輸最大達(dá)30。，向下運(yùn)輸最大達(dá)26°。
    隨著用量增加，傾角較大的帶式輸送機(jī)斷帶事故對(duì)礦井生產(chǎn)和安全的影響也越來(lái)越突出。一旦發(fā)生輸送帶斷裂，輸送帶及其運(yùn)載的物料就會(huì)在重力作用下加速下滑。下滑時(shí)輸送帶頭甩動(dòng)抽打的力量很大，破壞性很強(qiáng)，沿途打壞托輥、邊管、機(jī)架和巷道內(nèi)的電纜及電器設(shè)備，滑下去的輸送帶和物料大量堆積并淤塞在運(yùn)輸巷道的中間或底部，搶修時(shí)需要投入大量人力、物力，搶修難度大、需長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)。由于斷帶造成1個(gè)或幾個(gè)采區(qū)甚至全礦停產(chǎn)幾天的事故并不罕見(jiàn)，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。更嚴(yán)重的是，若巷道內(nèi)有人員活動(dòng)，極有可能造成重大人員傷亡事故。
1、帶式輸送機(jī)斷帶原因分析及預(yù)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(dòng)不靈活、輸送帶拖地或磨機(jī)架等非正常機(jī)械摩擦和裝載過(guò)量都會(huì)導(dǎo)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(shí)際抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成斷帶事故。
    (2)若用帶式輸送機(jī)運(yùn)機(jī)電設(shè)備、支護(hù)材料和大煤塊矸石等大體積、高硬度、尖銳的物體時(shí)，特別是這些物體從帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到另一部帶式輸送機(jī)時(shí)，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(jiān)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(qiáng)度降低，當(dāng)抗拉強(qiáng)度低于輸送帶實(shí)際承受的牽引力時(shí)，也會(huì)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(huì)有破口，若使用時(shí)間較長(zhǎng)或運(yùn)料管理不好，輸送帶表面橡膠層會(huì)有很多破裂口。由于井下煤水腐蝕性很強(qiáng)，一帶芯或鋼絲繩和煤水接觸，很快就會(huì)被腐蝕損壞，抗拉強(qiáng)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(qiáng)度也不到正常帶體的80%，機(jī)械接頭抗拉強(qiáng)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(duì)接頭材料、工藝、接頭形式等要求非常嚴(yán)格，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致接頭抗拉強(qiáng)度大帽度下降，現(xiàn)場(chǎng)中80%以上的斷帶都發(fā)生在接頭處。
1.2預(yù)防方法
    為了防止斷帶事故，可從兩方面著手：
    (1)從加強(qiáng)管理人手，選用高質(zhì)量的設(shè)備、輸送帶和接頭材料；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，提高設(shè)備維護(hù)、檢修質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，確保設(shè)備完好運(yùn)行；強(qiáng)化運(yùn)料管理，堅(jiān)決杜絕用帶式輸送機(jī)運(yùn)機(jī)電設(shè)備、支護(hù)材料和大塊矸石等物體；加強(qiáng)對(duì)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(yùn)行中的輸送帶必須明確專(zhuān)人至少每天對(duì)輸送帶狀況詳細(xì)檢查一遍。要進(jìn)行輸送帶狀況定期檢測(cè)或安裝在線(xiàn)檢測(cè)裝置；一旦發(fā)現(xiàn)接頭異常，立即停車(chē)重新更換接頭。
    (2)在輸送機(jī)機(jī)身裝備斷帶抓捕器，以各應(yīng)急之用，一旦斷帶發(fā)生，抓捕器馬上動(dòng)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(jī)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(dòng)作的結(jié)構(gòu)來(lái)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(tuán)各生產(chǎn)礦井的實(shí)際情況，經(jīng)多次調(diào)研，首先在十二礦主斜井帶式輸送機(jī)選用了徐州遠(yuǎn)大科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的PDB型斷帶抓捕器進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。
    斷帶抓捕器其結(jié)構(gòu)如圖1所示輸送機(jī)正常工作時(shí)，制動(dòng)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(yùn)行而同心轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)輸送帶10上移。當(dāng)偏心側(cè)輥逆轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，撥動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的連架桿3瞬時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使連架桿2下移，制動(dòng)梁通過(guò)螺釘6與連架桿4固聯(lián)，即制動(dòng)閘塊8也下移，使制動(dòng)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(dòng)力的大小可通過(guò)調(diào)整制動(dòng)力調(diào)整螺釘7獲得。
3、斷帶抓捕器的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用
    平煤集團(tuán)十二礦主斜井提升采用鋼絲繩芯強(qiáng)力帶式輸送機(jī)，輸送帶寬度1000 mm，向上運(yùn)輸傾角170．運(yùn)輸長(zhǎng)度1300 m，使用輸送帶為帶強(qiáng)3150 Nl一的鋼絲繩芯高強(qiáng)輸送帶。根據(jù)計(jì)算上輸送帶安裝24臺(tái)上斷帶抓捕器，下輸送帶安裝4臺(tái)下帶抓捕器，在170．水平給煤機(jī)距井r]600 m中，布置了18臺(tái)，每臺(tái)間距40m，170水平給煤機(jī)以下為每臺(tái)間距100m。
    為了驗(yàn)證斷帶抓捕器的斷帶抓捕工作效果和工作可靠性，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了一次空輸送帶無(wú)載荷模擬斷帶試驗(yàn)。
    由于帶式輸送機(jī)安裝有逆止器，無(wú)法使帶式輸送機(jī)反轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)采用絞車(chē)上拉輸送帶然后下放的辦法造成輸送帶反轉(zhuǎn)。在輸送機(jī)上方用輸送帶卡具卡住上帶，并將JH - 20T回柱絞車(chē)鋼絲繩端頭固定在輸送帶卡具上，開(kāi)動(dòng)絞車(chē)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(dòng)作情況。
    現(xiàn)場(chǎng)觀察到，輸送帶向下滑動(dòng)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(dòng)逆轉(zhuǎn)，敞開(kāi)式可擺動(dòng)機(jī)構(gòu)迅速使制動(dòng)梁回?cái)[，并與偏心輪形成偏心輪閘塊抓捕工作機(jī)構(gòu)，從輸送帶下滑開(kāi)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(xiàn)上方下滑大，沿線(xiàn)下方下滑小。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查28套斷帶抓捕器中有22套完全正常動(dòng)作，有6套一側(cè)動(dòng)作，另一側(cè)未動(dòng)作，可靠動(dòng)作率約為90%。
    經(jīng)對(duì)試驗(yàn)方法、過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析，認(rèn)為由于試驗(yàn)采用空輸送帶，慢速下放，輸送帶對(duì)斷帶抓捕器兩側(cè)偏心輪的摩擦帶動(dòng)力比實(shí)際情況要小得多，在此情況下有90%的斷帶抓捕器能迅速動(dòng)作，證明裝置是靈敏可靠的。從輸送帶下放到完全制動(dòng)住下滑400。500 mm也基本正常，為進(jìn)一步提高可靠性建議十二礦根據(jù)情況適當(dāng)增加幾組斷帶抓捕器。
4、結(jié)語(yǔ)
    由于帶式輸送機(jī)在煤礦井下的應(yīng)用日益廣泛，安裝傾角也越來(lái)越大，斷帶事故難以從根本上避免，潛在危害相當(dāng)嚴(yán)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(shí)。PDB型斷帶抓捕器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，托輥運(yùn)行壽命長(zhǎng)，采用敞開(kāi)式可擺動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠根本擺脫帶式輸送機(jī)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(jī)構(gòu)實(shí)施瞬時(shí)抓捕，滑動(dòng)距離小，抓捕性能好，對(duì)輸送帶沖擊也較小，不會(huì)對(duì)輸送帶的強(qiáng)度構(gòu)成影響；采用多點(diǎn)布置，可消除斷帶點(diǎn)隨機(jī)變化對(duì)斷帶抓捕的困難，抓捕的可靠性較高�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明斷帶后抓捕效果良好，是防止傾斜向上運(yùn)輸帶式輸送機(jī)斷帶釀成重大事故的有效措施。
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