钢丝绳芯胶带无损检测装置在煤矿的应用

摘要：矿用钢丝绳芯输送带X射线实时在线监测系统，可以将煤矿井下的输送带在任何工作状况下的内部结构及表面状态以X光照片的形式实时上传至地面计算机，经过专用的软件分析，对输送带内部的钢丝绳芯断头、接头状况和胶带表面状态，以及输送带强度进行准确判断，并及时预警，在钢丝绳芯输送带的生产使用过程中清除隐患。

关键词：钢丝绳芯输送带;X射线;硫化接头;在线检测

一、引言

新陆煤矿井下大倾角胶带输送机，运输倾斜角25°、运距780米，输送带长期处于高负荷的复杂环境下运转。大倾角皮带负责运送-600水平煤仓和-530煤仓的原煤，沿线设置两处转载点，在每个转载点有时会因为大的异物卡滞等原因造成皮带纵向撕裂;使用时间较长的钢丝芯胶带也有可能出现内部钢丝断裂的情况，观察人员从外表很难发现，造成输送带强度降低，出现运输事故。一旦发生事故，就会影响正常生产，造成长时间的停产和重大经济损失甚至是人员伤亡。在线监测系统可以实时将井下运转的胶带完好情况反映到井上调度室，实现对胶带的各种损伤进行识别和判断，并根据判断结果及时进行报警、停机或其他处理。

二、应用背景和现场情况简介

大倾角皮带机型号为DQJ-800，运输能力为300t/h，皮带机长度780m，带宽800mm，带速2m/s，运输倾角25°，装机功率为2×250Kw。

由于大倾角皮带机运输倾角大，日常管理困难艰巨，尤其是对皮带硫化接头的管理，每天需要安排专人对接头情况进行检查。为了能够准确及时的掌握钢丝绳芯输送带的状况，发现问题及时处理，消除安全隐患，我矿为大倾角皮带机安装了钢丝绳芯胶带无损检测装置。

三、规范、标准及应用原则

在前期的准备设计工作中，紧密结合现场实际情况进行优化设计本套装置。遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先。本套装置技术先进，可靠性高，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展。充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用。系统符合《煤矿安全规程》（2016版）相关系统设计、安装的规定。

四、钢丝绳芯胶带无损检测装置的组成及功能

本套装置的组成包括井下和井上两部分组成。井下设备有：发射装置、接收装置、防爆计算机;井上设备有：计算机及显示器。井上下两个部分通过矿以太环网进行建立通讯系统，通过计算机远程访问的方式进行检测操作。因设备安装地点为-330皮带硐室，需铺设约5Km的光纤到达地面才能实现通讯。为了节省材料、经费和降低职工劳动强度我矿采取就地并入矿以太网的形势进行通讯，即将井下防爆计算机通过硐室内原有的以太网接口并入矿环网，网内任意一台计算机都可以随时进行检测查看皮带的运行状况，使用极为方便。

安装时，放射源装置置于皮带下方，接收装置置于皮带上方，X光线透过皮带被接收装置接收后产生实时信号并传送给附近的防爆计算机。

本套裝置可识别0.8mm以上的钢丝绳断头，随机存储以帧为单位的图像，图像可回看、放大、处理。依据X光图像对输送带强度进行计算、分析、评估，当输送带强度值低于设置的安全值时实时自动报警。

本套在线监测装置的监测系统能够实现无人值守进行检查，监测结束后能够自动对监测结构进行分析并生成报告，减少的监测人员的工作量，提高了日常检查的工作效率。

五、无损检测装置的设备及软件的特点

针对钢丝绳芯输送带的使用条件及井下生产现场状况，无损检测装置有以下几个特点：满足煤矿井下生产防爆要求;设备可拆分为四部分独立箱体，硬件模块化，便于安装、调试、维修和管理;设备开、停机及监控均可在地面工控机上进行远程操作;设备可在输送带正常工作状态下进行实时监测，无需停机，不影响生产;现场使用的系统设备均集成在一个组合箱体内，便于生产现场标准化管理;机壳为钢结构，能够适应煤矿井下生产现场。

界面系统信息窗口可实时显示系统运行状态、系统运行时长和带速信息，一旦输送机运行状态出现异常，地面管理人员可以及时发现并采取措施。操作日志窗口可显示操作员进行的各项操作，方便出现各种异常状况时查找原因设备应用X光照片成像，可完整呈现胶带表面轮廓变化，实时监测工作及非工作状态下胶带内部钢丝绳芯的状态，并且独立区分各个接头位置，能够准确找到断头、接头及胶带破损位置，省去维修胶带时查找具体破损位置的时间，提高维修人员工作效率。

利用软件算法实现对胶带表面损伤情况进行实时的自动判断和分析，对输送带表面脱胶、划伤、撕裂等损伤分别作出识别判断，给出不同报警处理，让工作人员对胶带损伤情况有直观了解。

六、在线监测装置管理注意事项

由于井下作业环境复杂，煤块、矸石掉落或器械砸碰、环境潮湿、煤尘量大等因素，可能导致供电或通讯线路不通，光纤损坏，要求生产应用过程中井下生产现场必须有电钳工当班，及时处理突发故障。

检测系统整条线路较长，从上位光端机到下位光端机之间有多处接口，有可能因为各种情况出现松动脱落，导致系统无法正常运行驱动，要求地面必须有专业人员当班及时处理问题。

七、结束语

该装置安装和使用简便容易操作，结构简单，安全可靠。对胶带的监测功能稳定，监测信息全面，适合本矿井下作业环境，能够在一定程度上提高维修管理人员的工作效率。

参考文献

[1]矿用钢丝绳芯输送带无损检测系统软件说明书

[2]《煤矿安全规程》（2016版）

[3]中华人民共和国国家标准GB 3836.1-2010

作者简介：王玉昌（1968.3.26），黑龙江鹤岗人。