关于钢丝绳芯带式输送机纵撕保护的探讨

高爱民

（山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿机电科，山西　河津　043300）

引言

钢丝绳芯带输送机具备较大功率、运行距离较长、日常维护量较小、胶带的使用寿命较长等优点，被广泛使用于煤矿生产过程中，属于高效矿井企业首先选择的原煤运输设备。当前由于钢丝绳芯胶带经常出现纵向撕裂问题，严重困扰输送机的安全运行。比如东坡煤矿井下的主输送力便是钢丝绳芯强力胶带，胶带机运行速度为4m/s，一旦发生纵撕问题，则会严重损害上百米的输送皮带，甚至还会导致整条皮带全部撕裂，给矿井带来巨大的安全隐患。

1　钢丝绳芯带式输送机纵撕原因

第一，传输期间存在异物以致输送带出现撕裂问题，下放装载点过程中，若煤层中存在木材、废角铁等异物时，会很快穿刺输送带，因为卡带问题而发生纵向撕裂事故。第二，物料导致输送带撕裂，下放装载点过程中，若煤层中夹杂着大块岩石挡在煤板与缓冲托辊之间，以致增大了装载煤量而导致堵塞，持续不断的摩擦会划破输送带，以致出现撕裂问题。第三，是机头仓被岩石、煤块等异物填满，滚筒与机头之间存在较多异物，使输送带撕裂。第四，当机头清扫刮板时触碰锋利异物，导致输送带撕裂。第五，输送带运输期间没有按照正常轨道运行，在运输过程中，输送带出现严重单侧偏移问题，会在一侧形成折叠，因受到不平衡力影响，导致输送带出现刮伤问题，发生纵向撕裂。第六，输送带运输期间出现异常问题，比如托辊端盖没有有效焊接，旋转刀在自由转动时导致输送带撕裂。同时，回转式自动调跑装置的立辊外筒脱落也会导致撕裂故障，且断裂的钢头也会露出胶带之外，严重的磨损状态下，随着运输带的运转，钢丝绳也会被抽出，出现纵向撕裂问题[1]。

2　纵撕保护分析

纵撕传感器属于当前国内带式输送系统纵撕检测过程中最常采用的装置。在运输期间，应在上部胶带下放安装纵撕传感器，当胶带发生撕裂后，胶带物料会由裂口落至纵撕传感器上部，此时传感器则可以通过压力或者其他感应方式检测到皮带的撕裂问题，从而发出报警信号。受胶带撕裂自身张力影响导致的裂口闭合，会导致物料无法散落，或者胶带上没有运输物料，以致纵撕传感器无法及时检测信号，可靠性及准确度较差。但由于胶带内线圈预埋技术造价水平较高，且技术复杂繁琐，所以很少被使用于煤矿生产过程中。

3　钢丝绳芯带式输送机纵撕预防方法

运输机在工作过程中，为了有效避免输送带的纵向撕裂问题，国内外相关行业已经研究出了多种防撕裂装置，具体而言，主要分为非接触式检测以及接触式检测等两方面[2]。

3.1　接触式检测系统

第一，棒型检测器，利用管子或棒子，将其做为槽形，之后安装于输送带下放缓冲托辊之间，当输送带出现刺穿故障问题时，物料会自动波动槽形棒，阻碍了传感器的正常运行，且随之输送带也会发出报警信号，阻碍其正常运行。第二，线型检测器，在槽形输送带的下放安装此检测器，并在输送带上拉设金属丝，在另一端安装弹簧开关。当异物经过此线时，输送带会突然增加张力，开关也会被限制动作，并随之发生报警信号，阻碍输送带的正常运行。第三，摆动托辊检测器，类似于自动转动托辊架，当此装置穿过异物时，则限位开关发出动作，发出报警信号，导致输送机停止运转。第四，撕裂压力检测器，其根据传感器监测物料向下受力，并根据压力大小诊断输送带的撕裂事故，之后发出报警信号，输送带停止运行。第五，漏料检测器，其属于压力传感器，用来检测泄漏物料，当出现泄漏问题时发出报警信号，输送带停止运行。第六，带宽检测器，其可以检测输送带撕裂后两半边重叠的输送带，之后发出报警信号并停机。第七，振动检测器，输送带纵向撕裂后，振动器停止动作，并随之发出撕裂与报警信号，随后输送带停止运行。第八，是浮动托辊架检测装置，当托辊被异物穿刺时，传感器可以检测浮动托辊架自身压力，超出标准范围后则发出报警信号，输送机停止运行。

3.2　非接触式检测系统

首先，超声波检测器，该装置具备反射、共振以及传播等性能，可以用于检测材料内部情况。该装置被安装于输送带易撕裂部位，当出现纵向撕裂问题时，波导管弯曲损坏，输送带也随之被撕裂，并发出报警信号，导致停机问题。其次，X光透视检测器，当材料被X射线穿透时，局部异常问题会导致射线强度逐步递减，自身数值也与周围部位不一致。该检测装置安装与输送带金属片及金属网中，一旦出现撕裂问题，X光透视仪则会发出报警信号，致使输送机停机。最后，传感线圈输送带检测器，每隔一段距离，输送带上便会预埋一个传感线圈，且两侧也安装电磁脉冲的接收器与发生器。在遵循电磁感应原理的基础上，传感线圈会为接收器发送信号，而输送带被撕裂后，传感器也会出现故障问题，无法正常接收电磁脉冲信号，此时输送带发出撕裂信号，并报警停止运行[3]。

4　防纵撕保护技术发展趋势

近年来，关于输送带运行原理、纵向撕裂保护原理以及防撕裂技术方面的研究逐渐增多，国内外研究力度不断增大。但受输送带本身结构复杂性以及运输环境恶劣性影响，输送带经常随机发生撕裂问题，因此输送带防撕裂装置在实际应用中存在较大局限性，输送带撕裂事故问题不可避免。随着研究的不断进步，输送带防纵撕保护技术也得到了如下发展：

首先，应广泛采用抗纵撕输送带，钢丝绳芯输送带中缺乏横向高强度材料，会极易导致输送带发生撕裂问题。为了降低事故的发生几率，输送带的生产企业应增强输送带的抗穿透性，生产抗纵向切割能力较强的输送带，且开发期间还应有效考虑成本费用问题，从根本上解决输送带纵撕问题。其次，深入研究纵撕超前保护技术，当钢丝绳芯输送带存在长条以及大块异物时，极易发生纵撕问题，为了有效预防纵撕事故问题，企业应及时进行监测，并出台专门的保护措施。比如将电磁除铁器安装于装料处，充分吸附输送带的铁类杂质，或者将挡料钢格筛安装至输送带入料处，或者吐料口不再使用以往的闸门漏斗，使用振动型的给料机，避免下落大块物料。除此之外，还应将电子感应层安装至输送带处，一旦输送带刺入异物，立即出现信号反馈，并立即停机。且一旦异物刺穿输送带或者装载点处卡主大块异物时，应立即采取应急手段，并发出反馈信号，进行实时保护。最后，应开发可靠性较高的非接触式防撕裂保护装置，非接触式保护装置的可靠性较强，且可以确保输送带的安全稳定运行，在纵撕方面的监测性较高，因此未来发展过程中，可以作为带式输送机的滞后保护装置[4]。5结语

作为煤矿企业最为关键的运输设备，钢丝绳芯清理输送带在煤矿生产过程中占据十分重要的地位，因此煤矿企业应高度重视钢丝绳芯带式输送机的纵撕保护工作，以确保输送带安全、稳定、高效运行，以防发生纵撕事故问题。

[1]杨成龙，李铮.智能视频分析技术在带式输送机纵撕检测方面的应用研究[J].科技展望，2016（11）：69.

[2]申永文.选煤厂带式输送机输送带纵撕浅析[J].电子制作，2014（9）：230-231.

[3]孙志刚，张翠平，胡建功，等.带式输送机的输送带保护及故障诊断[J].煤矿机械，2011（3）：242-244.

[4]陈晓鹏.煤矿井下带式运输机集控系统实践与探讨[J].机械管理开发，2016（9）：128-129.