煤矿胶带输送机断带保护技术分析

摘要：工业化建设对煤矿资源有着较大需求量，煤矿生产作业愈发依赖于机械设备，其中煤矿胶带输送机作为重要的运输设备，其是否处于安全稳定运行状态下不仅决定煤矿生产效率，还关乎相关人员人身安全。本文以煤矿胶带输送机断带保护的实际价值为切入点，重点分析了煤矿胶带输送机断带保护技术要点，以期最大化降低出现断带这一不良情况的几率。

关键词：煤矿胶带输送机；断带保护技术；状态检测

前言：煤矿胶带输送机在运行过程中，由于其所处的工作环境较为恶劣、承载着较大的运行负荷、运输距离过长，在上述因素的共同作用下，使得其出现胶带断裂事故的概率较大，大大阻碍了煤矿生产作业进度，威胁矿区相关人员的生命安全，对矿山生态环境造成破坏，所以需积极探索针对于此设备的断带保护技术。

一、煤矿胶带输送机断带保护的实际价值

对煤矿胶带输送机做好断带保护具有显著价值，其一，能够有效防止因胶带断裂所产生的安全生产事故，保障相关人员生命安全。胶带输送机是煤矿生产中承载着重要任务的机械设备，一旦发生断带事故，不仅会造成生产停滞，还可能会引发次生灾害。应用恰当的断带保护技术可大大降低因安全事故所造成的经济损失，控制胶带断裂的直接损失与间接损失，创造更加显著的煤矿生产经济效益[1]。其二，断带保护技术有助于提高煤矿的生产效率，通过快速响应并处理断带事故，可以缩短设备维修和恢复生产的时间，从而提高整体的生产效率。并且其还符合国家安全生产的法规要求，有助于安全管理水平提升。

二、煤矿胶带输送机断带保护技术要点

（一）全断面抓捕技术

    煤矿胶带输送机断带保护技术中的全断面抓捕技术隶属于新型技术范畴，其所面对的抓捕对象为输送带空载边与运行边，其处于独立状态下，遵循分体安装准则。此技术的实施载体由信号采集系统、液压系统以及电控系统构成，各传感器负责速度信号与张力信号，当处于正向时其所输出的信号为高电平信号，对判断胶带运行速度与方向起到辅助作用，信号判断装置整合各传感器回传的数据信息，与装置设计运行数据对比，由此判断胶带是否存在断带风险。执行命令保护装置当断带后会第一时间响应，同时将压紧机构启动与驱动，通过胶带上下表面和支撑结构间的摩擦力而对胶带运动起到限制。

（二）状态检测技术

    状态检测技术是对煤矿胶带输送机运行状态加以检测，通过检测结果判断设备是否会出现断带情况，由此采取相应的保护措施，目前刺激技术包括铁磁材料检测、磁感应和X射线检测。如果选择使用铁磁性材料来检测输送机胶带运行状态，需要首先将钢丝绳转换为饱和磁化状态，使其靠近磁场，当胶带磁偶极子受到扭矩作用时会沿着磁场方向排列，在两端产生磁极性，将磁场强度作为胶带工作状态的基本判断依据。此技术所获得的检测结果带有一定的相对性，故障精确度还需进一步提升。X射线成像检测技术的应用是将带有新检测信号的磁带转换为视觉模拟图像，该图像由每秒30帧的相机同步捕获和分割，最后借助计算机软件检测和判断胶带状态。

（三）逆止托辊技术

逆止托辊技术这一断带保护技术是将煤矿胶带输送机原本的普通槽型托辊被带有逆止功能的托辊而取代，在发生断带后，全部的逆止托辊都保持反向停止状态，并且通过带和辊之间的摩擦力控制胶带不再向下滑动。此技术有两种形式，第一种逆止结构由止动器、销轴、倒车座和棘爪组成，棘轮棘爪结构安装在托辊内部并固定，前者位于辊皮内壁上，而后者位于轴上。当皮带断裂时，滑动的胶带将对托辊施加反向力，止动器和棘爪将接触以阻止托辊旋转。之后胶带利用胶带和托辊之间存在的摩擦力而进行制动。此形式的优势是不被安装位置所局限，安全可靠系数较高，弊端是前期需投入较大成本，不适合应用于下运的煤矿胶带输送机。第二种形式是通过反向轴承直接完成逆止，这种反向止回滚柱结构的原理是在普通滚柱轴承内部安装滚柱式单向离合器，即反向轴承，其可以承受较大的反向扭矩，安装和拆卸非常简单。此外，在运行过程中不会产生噪音或磨损，从而大大节省维护成本。

（四）胶带下滑力制动技术

    胶带力下滑制动技术是当前针对于煤矿胶带输送机断带问题的一种高效保护技术手段，其是将皮带下滑所产生的力作为动力而起到制动装置驱动作用，实现制动断裂下滑皮带。此技术中的关键模块为偏心轮，其结构是棘轮棘爪逆止结构，和中部托辊呈对称状态被安装在煤矿胶带输送机的下方位置，同时，在偏心轮上方设置有具有调节和旋转功能的制动闸瓦和制动梁，当位于上方的煤矿胶带输送机存在断带风险，会立即驱动两侧的偏心轮和制动梁下的相应制动闸瓦。随着偏心轮之间的间隙继续扩大，滑动力受到阻碍并减小，从而完成胶带制动。而且现阶段还将电控装置安设在偏心轮结构中，使得偏心轮和皮带没有直接接触，而是由电磁铁所控制，当发生断带事故，检测系统通过控制电磁铁和电力能源相接，将偏心轮结构释放出去，利用胶带下滑力而产生制动，同时向煤矿胶带输送机发送关闭电源信号，控制断带所产生的不良影响在最小范围内[2]。此断带保护技术的优势在于其安装十分简便，且结构复杂系数较小，但是其也同样存在着一定的局限性，容易造成皮带受损、难以精准控制结构强度以及装置同步性较弱等问题，后续还需有针对性地优化改进。

结论：综上所述，为了能够在原有基础上进一步有效提高煤矿胶带输送机的运行安全稳定性，规避因断带所引发的安全事故，为煤矿顺利生产保驾护航，需对煤矿胶带输送机采取得当的断带保护技术，具体为科学应用全断面抓捕技术、状态检测技术、逆止托辊技术以及胶带下滑力制动技术几方面，根据煤矿生产需要而选择应用恰当的技术手段。

参考文献：

[1]王涛涛.煤矿胶带输送机防打滑保护技术分析[J].当代化工研究,2021,(06):59-60.

[2]原野.煤矿胶带输送机断带保护技术浅议[J].内蒙古煤炭经济,2019,(17):201.

作者简介:姜文波(1980-)，男，本科，工程师，从事煤炭机电安装

运营工作。