矿用SGB型刮板输送机断链保护装置的应用分析

高俊伟

（大同煤矿集团雁崖煤业公司， 山西 大同 037003）

1 雁崖煤业公司2305系统巷概述

大同煤矿集团雁崖煤业公司2305系统巷设计长度为120 m，巷道断面规格（宽×高）为4.5 m×3.5 m，巷道掘进煤层为山西组4号煤层，煤层平均厚度为3.5 m，巷道开口掘进期间在工作面内安装一部SGB620-40T刮板输送机与盘区带式输送机进行联合出煤，输送机电机功率为40 kW。

由于2305巷掘进煤层含夹矸较多，导致在系统前期掘进期间刮板输送机经常出现故障，主要表现为断链故障。根据矿机电科统计分析，2305巷在前期掘进期间共计出现9次断链事故，造成经济损失达27.3万元，严重制约着系统巷安全快速掘进。

2 刮板输送机断链原因及危害

2.1 断链原因

1）刮板输送机在运送矸石时常由于矸石没有拉空被拖入底槽，底槽下部的刮板链条拉力增大、负载增加，很容易导致下部链条损伤。

2）由于刮板输送机常常处于高负荷运行状态，再加上井下工作环境恶劣，链条使用年久没有更换，这些都会导致链条的强度与硬度降低，发生断裂事故的概率也比较大[1-4]。

3）施工人员在安装刮板机溜槽时没有按照标准的工艺进行安装，导致刮板机由于底板不平发生碰撞及对口错位，甚至会与刮板及链环发生板卡，这些都会造成刮板链条的运行阻力增大。

4）刮板输送机链条张紧力较大时会导致链条初张力增大，链条在这种情况下发生板卡时，很容易导致链环由于冲击载荷较大发生断裂。

5）施工人员在安装时没有按照标准工艺安装，导致刮板机两根链条长度不同或过松，这将会造成链条在正常运行中发生跳牙，跳牙会引起链环与链轮牙齿发生剧烈碰撞，导致链环发生损坏或断裂。

6）巷道在安装刮板机输送机之前没有对巷道的底板进行标准化作业，导致巷道底板不平不直，这也会导致输送机在运送矸石时受力不均[5]。

7）井下刮板输送机常处于高负荷运行状态，再加上井下空气比较潮湿、风速较大，铁质材料的链条很容易发生化学腐蚀、变形。除了刮板输送机在运输较重矸石时会产生较大拉力，当刮板链上残留矸石再启动时，也会使刮板链条产生较大拉力。这些较大拉力都会导致链条变形严重、拉力下降。

2.2 断链事故的危害

当链条在发生断裂事故的瞬间，由于上部链条发生断裂，而下部链条仍然正常运行，此时矸石会向底槽堆积，链轮会产生较大的拉力，最终导致电机烧损。如刮板机发生断裂后仍然正常运行，将会导致断裂处的链条间距越来越大，后期检修人员需增加人力对链条进行拖链拼接，这将大大增加工作人员的劳动强度及处理事故的时间，而且电机烧损也会降低机电设备的使用寿命。如刮板输送机在发生断裂事故的瞬间能够及时判断并停机，这将会减轻或降低断裂事故后期对生产造成的恶劣影响。然而如果仅仅依靠操作人员及开关的过载保护装置很难再发现断链后及时停机。因此如何保证刮板输送机在发生断裂事故的瞬间能够及时停机是解决断链事故的主要途径。

3 断链保护装置应用分析

3.1 断链保护装置结构组成

1）刮板输送机断链保护装置是由以下部件组成：花兰螺丝、细钢丝、导向管、弹簧、铁滑块和接近开关，如下页图1所示。

2）首先在刮板机下方安装细钢丝，操作人员可以通过控制细钢丝的松紧来调整花兰螺丝。接近开关是一种非接触式的检测装置，它能够确保物体接近的瞬间自动发生动作。

3）操作人员可以在导向管的开口处安装该装置，但要准确把握导向管与开口的距离，如导向管与开口的距离较远，检测装置不能及时发生动作，如导向管与开口的距离较近，检测装置很容易发生误动作，导致设备“偷停”。

4）铁滑块主要是为了触发开关动作，当铁滑块与导向管开口接触较近时，接近开关会发生动作。因此，操作人员要时刻保证铁滑块在导向管内的灵敏度，同时为了降低钢丝与导向管的摩擦，操作人员还需在导向管拐角处安装一个滑轮。

图1 刮板输送机断链保护装置结构示意图

3.2 断链保护装置工作原理

1）当刮板输送机在正常运行时发生链条断裂后，此时上部链条会发生松弛下垂，安装在机头下方的细钢丝会受到上部链条压力，细钢丝受到压力又会带动导向管内的铁滑块移动到导向管开口位置，接近开关监测到导向管内铁滑块接近时发出信号，该信号经过光缆传递到电源的控制回路，将电路中刮板电源的常闭触点断开，此时，刮板机由于失去动力电源而被迫停止运行，这就能够避免刮板机发生断裂后导致电机烧损或事故扩大。

2）刮板输送机的断带保护装置最主要的部件为电感式接近开关。该接近开关在运行时内部安装的振荡器会产生交变磁场，一旦有金属物体靠近时，就会在金属物内部产生涡流，该涡流会阻碍振荡器震荡。后级放大电路将衰减的振荡器信号转换为开关信号，触发控制回路常闭触点断开。

3）断带保护装置通常采用两种启停接线方式：一种是将接近开关的输出线于控制回路的常闭出点连接，常闭触点断开后开关断电；一种是将接近开关的输出线于PLC连接，PLC对接受到的信号经过处理后将停电信号直接传递到开关将电源断开。

4 断链保护装置应用效果

2019年7月21日工程辅助队在2305系统巷刮板输送机安装一套断链保护装置，通过3个月实际应用观察发现，刮板输送机安装断裂保护装置后，输送机断裂现象得到有效控制，断链故障率由原来的18%降低至2%，节约设备维修费用达22万元，保证了巷道安全快速掘进，取得了显著安全、经济效益。