帶式輸送機斷帶抓捕裝置設計及應用

劉華成

（晉能控股煤業(yè)集團塔山煤礦，山西 大同 037031）

帶式輸送機具有結構簡(jiǎn)單、操作維護方便、運輸量大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域中。但是帶式輸送機在實(shí)際應用中受輸送機安裝質(zhì)量、管理維護水平以及各類(lèi)保護等限制，輸送機經(jīng)常出現跑偏、打滑、磨損等現象，帶式輸送機一旦出現斷帶后，很容易造成物料大面積灑落，大大增加了輸送機故障率以及設備維修費用，嚴重制約著(zhù)帶式輸送機安全穩定運行。傳統帶式輸送機安裝的斷帶抓捕裝置在實(shí)際應用時(shí)存在很多問(wèn)題，主要表現在斷帶時(shí)抓捕不及時(shí)，或者當帶式輸送機在逆轉時(shí)，斷帶抓捕裝置出現誤動(dòng)作，對輸送機斷帶抓捕效果差，本文重點(diǎn)介紹一種延時(shí)斷帶抓捕裝置，并對斷帶進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

晉能控股煤業(yè)集團塔山煤礦三盤(pán)區2301 巷位于盤(pán)區西翼，巷道設計長(cháng)度為1 400 m、寬度為4.5 m、高度為3.5 m，巷道掘進(jìn)煤層為山西組4 號煤層，平均厚度為3.51 m，傾角為2°，巷道沿4 號煤層頂底板掘進(jìn)，煤層頂底板巖性如表1 所示。

表1 2301 巷掘進(jìn)的4 號煤層頂底板巖性

2301 巷采用綜合機械化掘進(jìn)工藝,采用一臺EBZ260 掘進(jìn)機掘進(jìn)，巷道內安裝一部SSJ-800 型帶式輸送機進(jìn)行出煤，截至2020 年4 月27 日巷道已掘進(jìn)870 m。由于2301 巷掘進(jìn)煤層為石炭系4 號煤層，煤層結構復雜，煤層內含多層夾矸，掘進(jìn)后原煤中含大量矸石，采用帶式輸送機運輸時(shí)，輸送機運輸負荷大、磨損嚴重，帶式輸送機頻繁出現斷帶事故。根據礦機電部統計發(fā)現，2301 巷在前期掘進(jìn)過(guò)程中共計發(fā)生9起斷帶事故，經(jīng)濟損失達21.8 萬(wàn)元。

2301 巷安裝的SSJ-800 型帶式輸送機原采用壓板式撕帶保護裝置，該裝置安裝在輸送帶下方,當帶式輸送機出現撕帶后斷裂的輸送帶與壓板式撕帶保護裝置接觸，在重力作用下保護裝置起到保護作用，及時(shí)對帶式輸送機電機進(jìn)行斷電停機。帶式輸送機原撕帶保護裝置雖然在斷帶事故時(shí)能夠及時(shí)停機，但是傳統撕帶保護裝置停機后，輸送帶斷帶后在重力作用下會(huì )出現回帶現象，很容易造成輸送帶卷入滾筒，同時(shí)當輸送機運輸煤矸時(shí)一旦輸送帶斷帶后很容易造成煤矸灑落，增加了人工清理煤矸的勞動(dòng)強度[1-2]。

3.1 斷帶抓捕裝置結構組成

斷帶抓捕裝置主要由機械部分和液壓系統兩部分組成。

3.1.1 機械部分結構

抓捕裝置機械部分主要由抓捕油缸、連桿、楔型定夾板、滑軌、動(dòng)夾板、摩擦輪等部分組成，如圖1 所示。

圖1 帶式輸送機斷帶抓捕裝置結構示意圖

1）兩根連桿一端與抓捕油缸連接，另一端與動(dòng)夾板連接，滑道上下固定安裝一個(gè)楔型定夾板，動(dòng)夾板安裝在軌道上。

2）摩擦輪安裝在上輸送帶下方，并與輸送帶接觸，摩擦輪通過(guò)控制系統與雙向觸發(fā)液壓泵連接，摩擦輪隨著(zhù)輸送帶而運動(dòng)。

3）抓捕油缸作用后可使兩個(gè)夾板張開(kāi)形成角度，從而使兩個(gè)動(dòng)夾板在軌道上上下移動(dòng)，上下夾板移動(dòng)到位后通過(guò)楔型定夾板在摩擦制動(dòng)作用下使上下輸送帶夾住。

3.1.2 液壓系統結構

斷帶抓捕裝置液壓系統主要由觸發(fā)機構液壓系統和抓捕機構液壓系統兩部分組成，裝置通過(guò)這兩個(gè)系統實(shí)時(shí)對斷帶進(jìn)行準確抓捕。

1）觸發(fā)機構液壓系統：觸發(fā)機構液壓系統主要由液壓泵、油缸等部分組成；
液壓泵為雙向泵結構，內置彈簧，通過(guò)該彈簧使內部活塞桿在無(wú)動(dòng)作作用下處于收縮狀態(tài)。

2）抓捕機構液壓系統由抓捕液壓泵、抓捕油缸、蓄能器、調速閥、二位四通換向閥、壓力繼電器等部分組成。帶式輸送機未出現斷帶時(shí)二位四通換向閥位于右側，系統供液量小，抓捕結構不動(dòng)作；
當帶式輸送機出現斷帶后二位四通換向閥在油缸活塞桿作用下推至左側，此時(shí)可對抓捕油缸內提供大量油液，使其進(jìn)行抓捕動(dòng)作。

3.2 裝置工作原理

1）當帶式輸送機正常運轉時(shí)抓捕裝置中的上下夾板處于輸送機上下皮帶之間，同時(shí)處于閉合狀態(tài)；
同時(shí)摩擦輪緊貼上輸送帶，隨著(zhù)輸送帶轉動(dòng)帶動(dòng)摩擦輪低速正向轉動(dòng)，摩擦輪慢速帶動(dòng)連接的觸發(fā)液壓泵，此時(shí)液壓泵產(chǎn)生的壓力無(wú)法有效克制活塞桿彈簧阻力，活塞桿無(wú)法伸張移動(dòng)，觸發(fā)機構不動(dòng)作，從而有效解決了輸送帶打滑時(shí)出現誤保護動(dòng)作。

2）當輸送機出現斷帶后輸送帶在重力作用方向下滑動(dòng)，此時(shí)摩擦輪隨之方向快速轉動(dòng)，此時(shí)摩擦輪連接的觸發(fā)液壓泵快速轉動(dòng)并產(chǎn)生高壓，壓力遠大于彈簧阻力，從而使活塞桿移動(dòng)并推動(dòng)抓捕機構液壓系統中的二位四通換向閥，抓捕油缸動(dòng)作保護，使兩個(gè)連接桿在滑軌上上下移動(dòng)，上連接桿將上輸送帶挑起，下連接桿將下輸送帶下壓。

3）連接桿在挑起過(guò)程中若輸送帶上存在物料時(shí)，在重力作用下物料自動(dòng)下滑，從而達到自動(dòng)清理輸送帶的目的，保證了輸送帶抓捕過(guò)程中的作用力，避免在抓捕過(guò)程中因輸送帶存在煤矸粉時(shí)導致抓捕摩擦力降低，影響抓捕效果。

4）隨之連接桿繼續在滑道上移動(dòng)，當連接桿移動(dòng)到位后，夾板最終與固定在機架上的楔形定夾板接觸，此時(shí)輸送帶被擠壓固定在兩個(gè)夾板之間，實(shí)現斷帶自鎖的功能；
斷帶自鎖過(guò)程中隨著(zhù)斷帶下滑力越來(lái)越小，自鎖強度越來(lái)越大。

4.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

1）該裝置利用摩擦輪監測輸送帶運行情況，根據摩擦輪轉動(dòng)快慢以及轉動(dòng)方向判斷輸送帶是否斷帶，判斷準確度高，當輸送帶斷帶后利用液壓油缸控制夾板移動(dòng)，實(shí)現對輸送帶的抓捕，抓捕動(dòng)作靈敏可靠，自動(dòng)化水平高，實(shí)際應用效果好。

2）傳統撕帶、斷帶保護裝置檢測時(shí)，當輸送帶斷帶后通過(guò)斷帶重力感應及時(shí)停機，但是很容易出現誤保護動(dòng)作，如當運輸的煤矸跌落至裝置后裝置同樣會(huì )作出保護動(dòng)作；
而斷帶抓捕裝置利用液壓系統及時(shí)對斷層進(jìn)行抓捕，抓捕效果好，避免誤保護現象。

3）該裝置結構簡(jiǎn)單，便于操作維護，而且整套裝置制造成本費用低，同時(shí)該裝置可適用于不同型號的帶式輸送機，實(shí)用性強，應用領(lǐng)域廣[3-5]。

4.2 實(shí)際應用效果分析

2020 年4 月塔山礦機電部對三盤(pán)區2301 巷內的帶式輸送機安裝了三套斷帶抓捕裝置。截至8 月12 日巷道已掘進(jìn)到位，通過(guò)4 個(gè)月實(shí)際應用效果來(lái)看，巷道在后期掘進(jìn)過(guò)程中共計出現四起斷帶事故，斷帶后抓捕裝置及時(shí)對斷帶進(jìn)行抓捕，避免了輸送帶斷帶后大面積撒料現象，同時(shí)在此期間未發(fā)生一起誤動(dòng)作現象。

塔山煤礦針對2301 巷前期掘進(jìn)期間帶式輸送機頻繁出現斷帶現象，對原斷帶保護裝置進(jìn)行優(yōu)化，采用了其他斷帶抓捕裝置，通過(guò)實(shí)際應用效果來(lái)看，該裝置自動(dòng)水平高、斷帶抓捕效果好、操作維護方便，大大提高了斷帶抓捕效果，避免了斷帶誤動(dòng)作現象，取得了顯著(zhù)應用成效。