带式输送机撕带原因分析及预防措施

张志文

(山西焦煤集团有限责任公司，山西 太原 030024)

带式输送机是煤矿重要运输设备之一，具有维护简单、占地面积小、适用范围广、运输量大等优点，常用于井下采掘工作面，但在实际生产过程中受输送机安装质量、保护装置自动化水平以及管理维护等限制，输送机在运行过程中经常出现撕带事故。对此，传统方法是采用感应式撕带保护装置预防撕带现象，该装置动作灵敏度低、故障率高，无法对因物料冲击造成输送带撕裂进行实时监控、预防，导致在带式输送机卸载点处很容易出现撕带事故。因此，了解搭接点处带式输送机撕带机理，并采用合理有效的预防措施，对进一步提高输送机运输效率，加强带式输送机安全管理具有重要意义。

山西焦煤集团屯兰矿12505工作面回采期间在运输顺槽安装两部DSJ1200/2×315(1 080 m)胶带输送机(输送机编号为1#、2#)，输送机安装长度1 200 m，采用双电机驱动方式，电机功率400 kW，运输量2 500 t/h.其中，1#输送机机头搭接在2#输送机机尾上，搭接高度1.8 m，搭接处在2#输送机机尾两侧安装两块挡煤板，防止物料卸载时洒落，截止目前工作面已回采470 m.由于12505工作面回采煤层中含多层夹矸，工作面在前期回采过程中2#带式输送机发生4次撕带事故，共计撕带长度为170 m，造成经济损失达58万元。因此，亟需对2#带式输送机撕带现象进行分析研究，设计防撕裂装置。

1 撕裂原因分析

对输送带的井下实际运行情况及撕裂事故原因进行分析，总结出输送带发生失效主要有以下原因：

1)输送带外表面磨损严重。矿井使用的输送带主要由橡胶、硅胶、聚氯乙烯材料、聚氨酯、纤维、织物及绳芯等组成。在实际运转时，输送带上的煤块会与输送带表面发生弹性变形及滑动摩擦，长时间的运输会对输送带表面产生一定的磨损，由于输送带在该状态下产生的磨损量比较均匀且不可避免，因此该磨损属于输送带正常磨损。

2)输送机在生产时发生跑偏或回程卷夹带物料也会造成物料流动不畅，皮带在长时间使用或受力不均的状态下会产生老化、龟裂，这些也会造成皮带撕裂。

3)输送带在搭接处由于物料落下时存在高度差，造成物料对皮带产生较大的冲击力。输送带上尖锐的物料在下落到下皮带时，由于自身重力及惯性会对下皮带产生较大的破坏冲击力，该冲击力会直接使物料刺入输送带中将皮带直接撕裂。这种情况对正常生产的皮带具有较大的伤害。

通过对12505运输顺槽带式输送机运行状况以及现场观察发现，煤流在1#带式输送机机头处卸载时平均速度达4.5 m/s，当高速煤流落入2#输送机皮带上时会对皮带产生一个水平向前和垂直向下的两个作用力Fx、Fy，作用力Fy会对输送带垂直方向产生挤压、剪切破坏，作用力Fx会对输送带产生水平方向的拉伸破坏。当煤流中含有大量矸石、铁器等尖锐物体时，加剧了力的破坏作用，导致输送机撕带事故；同时由于该撕带点位于物料卸载处，很难被发现，从而增加了撕带故障检测难度。

2 物料冲击防撕裂装置设计应用

2.1 设计思路

输送带在搭接处将物料运送到漏斗再落入下皮带，物料在下落时经过漏斗及缓冲挡板的缓冲后，动力势能及冲击力会大大降低。缓冲挡板在拉力弹簧及物料重力的作用下形成V字形的漏口，物料的运输量及拉力弹簧会自动调节漏口的大小，这样上皮带的物料经过缓冲挡板后从V字形漏口缓慢运输至下皮带，下皮带上的物料被直接运送至指定位置。

2.2 防撕裂装置结构组成

物料冲击防撕裂装置主要由漏斗、缓冲挡板、拉簧、挡块等部分组成，见图1.

图1 防撕裂装置结构示意图

1)在漏斗下方安装缓冲挡板，能在漏斗处形成V形口，煤块在下落时能够缓慢地落在下皮带上，此外还可以通过拉簧的拉力调节V形口的大小，以此来满足不同产量的物料。

2)为了使物料能够产生下滑运动，将缓冲挡板安装成一定的坡度。在缓冲板两侧安装一块高度为0.3 m钢板，防止物料洒落，这样能够确保物料准确地落入皮带上。缓冲挡板还需满足较大的抗冲击强度，防止尖锐物料落下时刺穿缓冲挡板。

3)为了方便框架与各类设备进行连接，框架的底部通过螺栓与其它设备进行连接。

4)拉簧设计能够根据物料的产量进行调节，可以更换不同拉力的拉簧来调节缓冲挡板的开合度。由于价格较低、市场上规格较多，可根据不同的物料产量来选择拉力不同的弹簧。

2.3 结构特点

1)该装置具有安装简单、占地面积小、价格低、维护方便等优点，同时能够将尖锐物料对皮带的破坏力降低，实现对皮带的保护作用，不仅延长了输送带的使用寿命，而且降低了输送带的安全隐患。

2)该装置降低了输送带在高度差较大的落煤点物料对皮带产生的冲击力，通过对物料的缓冲达到保护输送带的目的。

3 效果分析

2019年3月27日对12505工作面运输顺槽2#带式输送机安装一套物料冲击防撕裂装置，工作面在后期回采过程中未发生撕带事故，全年可降低带式输送机维修费用50余万元，保证了工作面带式输送机安全高效运输。

在实际应用中发现，由于装置中拉簧预应力有限，物料卸载过程中长期对挡板进行冲击，很容易造成拉簧失效现象，所以在日常管理中发现拉簧变形、无法复位时需及时更换。

4 结 论

通过对12505工作面带式输送机安装物料冲击防撕裂装置，有效避免了输送机因物料冲击作用出现撕带现象，解决了传统带式输送机撕带保护装置在实际应用中存在的应用效果差、保护动作不及时等技术难题，提高了带式输送机运输效率，降低了带式输送机运输故障率，取得了较好的应用效果。