新型强力皮带机断带抓捕器及断带预防措施

高春虎

（山西汾西矿业集团水峪煤业有限责任公司， 山西 孝义 032300）

引言

由于现代矿山运输正朝着长距离、高运量、大倾角方向发展，这对带式输送机的要求越来越高[1]同时对输送带承受物料等各种载荷的能力要求也越来越高。当发生断带事故时，对断带抓捕器的性能就会有更高的要求[2]。因此，研究新型强力皮带机断带抓捕器及预防断带措施显得极其重要。

1 对断带抓捕器抓捕性能的要求

1.1 抓捕力要大

带式输送机为大型连续运输机械，输送带起着牵引和承载的作用，承受着巨大的张力。在物料运输过程中，输送带承受的拉力高达上百吨，断带事故发生后，物料和输送带一起下滑。此时要想有效抓住断裂的输送带，必须要求抓捕力远大于物料和输送带下滑的力。

1.2 抓捕的反应要灵敏

输送带是黏弹性体，在正常运行中承载着巨大的张力，一旦发生断带事故，输送带就会像“皮筋”一样迅速的恢复自由状态，恢复时间非常短，对于带式输送机及附属装置产生的冲击力大。此时要求抓捕反应时间一定要比输送带回弹过程时间短，以有效保证抓捕过程的有效性。就断带抓捕器而言，根据冲量定理，抓捕动作越及时，对于断带抓捕器产生的冲击越小。

1.3 抓捕没有误动作

带式输送机在正常运行时，因各部分产生的振动、输送带跑偏等原因导致抓捕产生误动作，则会造成断带抓捕器夹持输送带，造成输送带在未停机的情况下被撕裂。所以，当设计断带抓捕器时，需把各种振动或输送带跑偏等因素考虑在内，尽量避免输送带发出错误信号造成抓捕的误动作。

2 新型断带抓捕器的其他要求

2.1 要求抓捕器能对承载段和空载段的输送带同时进行抓捕

输送带作为一个整体连接着整个带式输送机系统，无论哪一点产生断带现象，都会使整条输送带的张力消失。对于承载段的输送带会和物料一起向下滑落，对于空载段的输送带会迅速的回弹，两个段的输送带都会对带式输送机设备产生巨大的危害。因此，在断带事故发生后，要求断带抓捕器能迅速地对上、下输送带进行同时、有效的抓捕。

2.2 要求抓捕机构在抓捕时不会对输送带产生损坏

由于输送带的回弹和与物料下滑的力大，再加上断带抓捕器的制动力大，所以在断带抓捕器的抓捕机构抓住输送带的瞬间，就会产生强大的冲击力。以往设计的抓捕输送带带边的抓捕器，在抓捕完成后，抓捕靴块往往会对输送带造成很大的变形和损坏，有的甚至需要更换抓捕段的输送带，延长了带式输送机恢复正常运输的时间，造成很大的经济损失。

2.3 要求抓捕器结构简单、维护方便、故障率低

在带式输送机运输的复杂环境中，如果断带抓捕器结构复杂，那么在安装时就一定会产生很大的不便。所以对于结构的设计一定要简单，那么在日常的维护中就会相当方便。由于带式输送机发生断带事故的几率很小，所以断带抓捕器不会动作，一直处于闲置状态，另外加上井下恶劣的环境，所以必须要求断带抓捕器本身发生故障的几率要低，这样才能使得维护方便。

3 新型断带抓捕器结构及工作原理

该机械装置核心部件是上抓捕机构中旋转组件，主要动力来自扭簧结构，主要作用于上抓捕架。下抓捕架是一个钟摆装置，靠自身重力来作用。结构简单，维护方便。上抓捕架在扭簧预紧力的作用下，通过中间轴带动上抓捕架逆时针旋转，下抓捕架在本身重力作用下顺时针旋转。上、下制动靴块分别与上、下横梁相互挤压，压紧上、下断裂的输送带。该结构均为全带面抓捕，抓捕面大且抓捕力强。

3.1 断带抓捕信号采集装置

断带抓捕信号检测系统采用两对隔爆磁性非接触式传感器。分别安装于上、下抓捕架上，特别适用于温度高，粉尘大等恶劣环境及煤矿井下工作要求。当上、下抓捕架实施抓捕的过程中，当成对传感器距离大于60mm时，传感器立即发出断带信号传给主控系统，使主电机和其他相关设备停机，最大限度地将断带事故造成的损失降到最低。

3.2 堵煤报警装置

堵煤报警装置即防大块物料保护装置，其主要防止有输送带上的煤层（超大块物料）高度超过了抓捕器装置的安全高度，其在通过时会与抓捕装置的上横碰撞而引发对输送带的挤压、滚料或堆料的危险，通过在抓捕装置（沿物料运行方向的反向最后一台抓捕装置）的下方设置堵煤报警装置，当有大块物料超过抓捕装置的安全高度时，提前报警并停机处理，避免相关危险发生。堵煤报警装置由防爆行程开关，物料挡板及安装架组成。

当输送机上的煤层高度大于抓捕装置的安全高度时，物料会触及堵煤报警装置上的物料挡板，物料挡板经过运动会触到防爆行程开关。行程开关的常闭点断开，并切断输送机主电机的电源，达到保护输送机的目的。堵煤报警装置安装在最后一台制动机构后约20m左右处。堵煤报警装置的机架安装在输送机架两侧的纵梁槽钢上，直接用U型螺栓固定即可。防爆行程开关安装在堵煤报警装置的机架上，安装后调节物料挡板的高度。

3.3 报警灯装置

当输送机发生断带后，断带抓捕信号采集装置把信号传递给主控系统，然后主控系统给报警灯提供信号，使其报警灯闪烁。

4 预防强力皮带机断带事故的有效措施

4.1 选用强度合理的胶带，设计合理的胶带和接头

1）在选用胶带时，不仅要注重胶带的质量，还要选择合适的胶带强度。胶带强度要根据强力皮带机的实际工作性能决定，尤其是要参考运输带的使用条件，选择适合的胶带。在使用的过程中突发胶带断裂或者运输带损坏时，要及时对其施行补救措施。

2）胶带和接头的质量对皮带机的运行性能会产生极大的影响，所以合理设计胶带及接头十分重要。除此以外，提高职工的专业素质与工作技能也十分重要。

4.2 建立完善的管理制度

为了保证皮带的安全运行，必须要对皮带的运行、检修进行制度化管理和精细化记录，对重要部位及接头部位进行重点记录。同时还需要建立完善的日常运行巡检制度和日常检修维护制度，保障皮带各部分正常高效运转。利用“五个一”分析法、皮带在线监测技术及人工巡查的方法，在检查中对使用的胶带和接头处进行仔细的检查，记录接头变化量，重点记录硫化后的接头搭接长度的变化量、钢丝绳断绳及抽动情况，并每月对检查出的皮带接头数据进行比较分析，便于及时发现问题解决问题。

5 结论

带式输送机输送带断带事故时有发生，特别是在大运量、长距离、大倾角的运输现场。因此，不仅要运用新型强力皮带机断带抓捕器，而且要选用强度合理的胶带，设计合理的胶带接头，建立完善的皮带管理制度，同时加强日常运行巡检和日常检修维护工作，以保证矿井强力皮带的安全运行。