钢芯胶带运输机在矿石输送系统中的应用

姚成相，李镇宏

（云南华联锌铟股份有限公司新田选矿车间，云南文山 663701）

0 引言

云南华联锌铟股份有限公司（以下简称公司）新田选矿车间地形复杂多变，距离采矿车间约7 km，采用汽车运输十分不便，还存在较大安全隐患、装载风险、行驶风险，同时还可能出现排队等料装车现象。在汽车转运难以满足车间选矿料物供应的情况下，采用长距离钢芯胶带运输机运输矿石，能有效地解决地形复杂、长距离、交通不便等运输问题，具有较高的运输效率，降低运输成本和时间，实现企业的生产效益最大化，同时长距离钢芯胶带运输机被广泛应用于采煤、采石、采矿等矿业企业。

公司是一个采矿、选矿、冶炼相结合的多金属矿石企业，新田车间是公司旗下的一个选矿车间，具有日选8000 t 的产量，是公司最大的选矿厂，至2019 年6 月共有设备2879 台，其中长距离钢芯胶带运输机则是主要设备之一，作用是从公司采矿车间进料口输送矿石至新田车间驱动站储矿仓进行选矿储料工作，水平长度为1932.79 m，输送量为540 t/h、输送速度为3.87 m/s。

1 长距离钢芯胶带运输机应用的简述

1.1 设备技术参数

新田选矿车间长距离钢芯胶带运输机于2013 年9 月投入使用至今，胶带全长1932 m、垂直高差368.7 m、运输量540 t/h、运行速度3.87 m/s、双滚筒双电机驱动。钢芯胶带技术参数见表1。

1.2 主要结构和工作原理

长距离胶带输送机为DTⅡ型固定式带式输送机，头部采用1400 mm×1150 mm 加强型卸料滚筒，驱动站采用2 台（型号ML3PSF110，输出功率434 kW，转速1500 r/min）的减速机配合传动滚筒组成驱动装置，途经两组翻转装置把胶带工作面自动运行为上带面，尾部采用液压拉紧确保整个胶带运行中所受的拉紧力。

表1 钢芯胶带技术参数

工作原理：长距离钢芯胶带运输机是单向运行输送机械，首先是驱动站双减速机运行带动传动滚筒运转，通过滚筒与胶带的摩擦，从而带动整条胶带的运行，当设备正常运行后，粗碎站开始供料，物料经过颚式破碎机的粗碎后，进入钢芯胶带的进料梭槽进行物料缓冲，然后落入运行的胶带上面，物料跟随带面运行，直到头部的卸料滚筒把物料存储在原矿仓里，确保车间原矿正常供应。

2 长距离钢芯胶带运行情况说明

新田选矿车间长距离胶带运输机自2013 年9 月投入使用以来，由于无管理经验及设备知识掌握的不透彻，导致皮带发生两次断裂及两次长距离（200 m 以上）划伤事故，给公司造成了近300 万元的直接经济损失，先后造成车间系统停产近1 个月。长距离胶带运输机近5 年来主要的维修项目有托辊、滚筒的更换、带面损伤修补及更换、皮带跑偏故障处理、减速机维修等，其中在带面跑偏及修复（到目前为止，修补及更换的带面累积1500 m）更有独到见解，为了提高皮带运输机的运行效率、减少故障停机，避免胶带发生断带及大面积损伤事故，确保车间原矿运输正常，车间从以下5 点开展钢芯胶带运输机研究改进工作。

2.1 胶带增设跑偏限位开关

沿线每50 m 距离左右各装设一台皮带跑偏限位开关，为防止胶带频繁出现重载过程中突然跑偏停机造成的负载启动困难问题，将跑偏限位开关设置为一级跑偏报警，二级跑偏停机的改进；对之前出现的改向轮、驱动轮处跑偏造成胶带拉断的问题，在64#、68#改向滚筒两侧加装限位保护开关，在胶带发生跑偏时可实现报警及紧急停机功能。

2.2 引进皮带机自动液控联动纠偏器

为适应公司红区管控及人机隔离的相关工作的推进，胶带在负荷运行期间人员禁止进入隧道的安全管理需要，当隧道内部胶带发生跑偏时，人员不能进入隧道内对跑偏点的支架进行调整，为防止胶带损伤事故的发生，车间于2019 年引进了16 台自动液控联动纠偏器安装于钢芯胶带上，纠偏器由皮带跑偏检测驱动系统、控制执行系统、调心架、联接梁、油缸组成，当皮带向一侧发生跑偏时，皮带与检测盘接触，检测盘旋转并带动驱动油泵输出压力油，压力油经过油管进入逻辑阀组再进入油缸，油缸活塞杆带动两组调心架偏转，使托辊的线运动方向与皮带跑偏方向形成夹角，产生摩擦力纠正皮带，皮带复位后，纠偏器停止工作，在逻辑阀组作用下，油缸活塞杆无法动作从而锁定调心托辊，具有无需人工、无需电源、自动纠正、不损伤胶带边缘、纠偏可靠、性能稳定的特点，有效防止因胶带跑偏造成的断带、落料、停机、撕带等事故的发生。

2.3 钢芯胶带X 射线在线检测装置的运用

由于钢芯胶带使用年限较长、长期处于高负荷运转、胶带硫化接头开胶现象较为突出，运行过程中人工无法对钢丝绳进行检查等诸多原因，导致胶带频繁受损、内部的钢丝绳芯浸水而锈蚀断裂，为此，车间引进了1 台X 射线防横断在线监测装置，该装置实现了对X 光照片断头、接头抽动的自动识别和自动分析。胶带钢丝芯X 射线无损探伤装置对胶带钢丝芯的内部结构进行高精度实时扫描（精度达0.8 mm），以X 光照片的形式实时上传至远程计算机，经过专用软件分析，对胶带内钢丝芯的断头、接头状况及胶带强度进行准确判断，发现问题后及时预警，有效的对钢丝绳进行实时监控降低断带风险。

2.4 钢芯胶带防纵向撕裂在线监测装置的运用

由于长距离钢芯胶带防纵向撕裂依靠内置线圈进行检测，使用过程中主要存在线圈经过传动部件时容易折断损坏，同时，线圈在受到物料的冲击都会造成线圈本身出现开路或闭路失去作用，为此车间引进1 台防纵向撕裂的激光实时在线检测装置，该装置主要通过光感摄像机对胶带带表面进行拍摄成像，然后通过结构光束在皮带表面呈现一条与胶带表面完全相符的轮廓线，利用图像实时算法对拍摄图像中的轮廓线变化进行识别、判断、数据存储与分析，从而判断出胶带纵撕位置和损伤程度，具有检测高效、精准、检测画面清晰、报警信息准确可靠、使用性能高（不易损坏）、无需使用线圈、系统方便维护保养等特点。该装置在胶带出现对穿撕裂时，系统能立即检测到并紧急停机，无需预埋线圈，提高了检测精度，对钢芯胶带的安全管控提供了保障，大幅降低了维护及维修成本。

2.5 设备润滑技术的运用

车间长距离钢芯胶带运输机的驱动部分共有改向滚筒、张紧轮、驱动轮注油点20 个，长期以来一直采用设备运行状态下人工定期注油的润滑方式，人工注油存在添加效果不佳以及加注不均匀、加注量不精准、安全风险系数高等缺陷，为改善钢芯胶带运输机滚筒轴承的润滑情况，提高润滑质量和要求，实现精细化润滑管理，确保设备定时、定质、定量供油。2019 年9 月，车间在长距离钢芯胶带运输机上安装了1 套智能集中润滑系统，该系统由智能集中润滑具有的PLC 自动控制，定量、定时供油，针对不同型号的轴承，选用不同流量的模块，根据现场设备运行情况，实现了对滚筒轴承定时、定量的供油，避免了轴承缺油磨损，降低了轴承及滚筒损的坏频率，延长其使用周期，提高设备运行效率。

3 结束语

新田选矿车间长距离钢芯胶带运输机是公司运输线路最长、运输量最大的首台带式运输设备，带式运输取代传统的汽车运输从生产效率方面来讲具有驱动简单、运输效率高、动力低、生产成本低。从环保方面来讲采用带式输送矿石具有减少能源消耗，环境污染，减少露天灰尘的弥散，使员工的身体健康得到保障。从安全方面来讲采用带式输送与汽车运输相比减少了驾驶需求与车辆运行，降低了运输风险，安全系数高。