摘 要：隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高和煤炭需求量的持續(xù)增高，煤炭企業(yè)井下輸送效率提出了更高的要求，膠帶運輸機的使用不僅提高了運輸?shù)臋C械化，同時也提高了運輸?shù)陌踩?。但在實際的煤炭運輸過程中，環(huán)節(jié)多、流量大，使得運輸過程中很容易出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，影響煤炭的正常生產(chǎn)。本文通過集中闡述煤炭企業(yè)膠帶運輸機比較常見的故障及原因分析，進一步分析煤炭企業(yè)膠帶運輸系統(tǒng)中的集中控制研究。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè)；膠帶機；集中控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.065

膠帶運輸機又稱膠帶輸送機，是一種以摩擦力驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械，它主要由機架、輸送帶、托輥、滾筒等裝置組成。膠帶運輸機能夠?qū)⑽锪蠌淖畛醯墓┝宵c輸送到最終的卸料點，既能夠輸送散碎的物料也能夠輸送成品物件，它與企業(yè)企業(yè)工藝流程配合形成了有節(jié)奏、高效率的流水作業(yè)線。隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高和煤炭需求量的持續(xù)增高，煤炭企業(yè)井下輸送效率提出了更高的要求，膠帶運輸機的使用不僅提高了運輸?shù)臋C械化，同時也提高了運輸?shù)陌踩?。但在實際的煤炭運輸過程中，環(huán)節(jié)多、流量大，使得運輸過程中很容易出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，影響煤炭的正常生產(chǎn)。為了提高生產(chǎn)效益，必須改進運輸機的一些裝置，努力實現(xiàn)不間斷運輸。

1 膠帶運輸機概述

膠帶運輸機是一種以摩擦驅(qū)動的連續(xù)運輸物料的機械，它能夠輸送粉狀、粒狀、塊狀的物料，如煤、碎石、砂、水泥等，它能夠在惡劣的環(huán)境下運行。膠帶運輸機的主要類型有轉(zhuǎn)彎皮帶機、爬坡皮帶機、直行皮帶機等。膠帶運輸機能夠水平運輸或傾斜運輸，十分方便，目前大多數(shù)工業(yè)企業(yè)中都在使用，既可以單臺運輸，也可以多臺組合成輸送系統(tǒng)。膠帶運輸機又許多技術(shù)優(yōu)勢：一方面，它運行穩(wěn)定。在很多需要連續(xù)運輸?shù)钠髽I(yè)，如煤炭廠、水泥廠等均使用了膠帶運輸機，它保證了運輸?shù)倪B續(xù)性；另一方面，對貨物的磨損小，生產(chǎn)成本低，磨損?。煌瑫r，它的運輸線路靈活，能夠依據(jù)運輸線路的長短架設(shè)，可以架設(shè)在地面或上空。因此，膠帶運輸機的設(shè)計需要考慮以下幾個問題：第一、工作環(huán)境。工作環(huán)境是膠帶運輸機架設(shè)的基礎(chǔ)，需要考慮每天的運轉(zhuǎn)時間、工作效率、給料和卸料的方法等，同時，也必須考慮其運行的自然環(huán)境，如溫度、露天或室內(nèi)等。第二，運輸線路。要根據(jù)生產(chǎn)的需要制定膠帶的傾斜角、長度、連接尺寸等，還要考慮傳輸帶的安全系數(shù)、摩擦系數(shù)等。第三，運輸物料的性質(zhì)。包括物料的密度、粒度、濕度、磨損度等。

2 煤炭企業(yè)膠帶運輸機的常見故障及原因

2.1 膠帶跑偏

膠帶跑偏是一種常見的膠帶運輸機的常見故障，它主要是由于膠帶所承受的外力在寬度上不為零造成的。造成膠帶跑偏的原因有多種：第一，頭尾部傳動滾筒與運輸機中心線不垂直。在安裝時，由于機頭或機尾與膠帶的中心線不垂直，使得機頭和機尾的中心線沒有在一條直線上，這時要注意調(diào)整機頭和機尾，將它們的中心線擺動到一條直線上。第二，滾筒表面不平滑。當煤炭的濕度較大時，容易粘附在滾筒上，導致滾筒直徑發(fā)生了變化，即哪里有粘附物哪里的直徑就到，膠帶就會往哪邊偏。第三，張緊裝置的緊張李不夠。緊張裝置使保持膠帶緊張力的裝置，只有較強的緊張力才能夠保證膠帶的穩(wěn)定，減少外力的干擾，當膠帶無載荷或者載荷較小時都能夠?qū)е履z帶跑偏。第四，托輥軸線與運輸機的中心線不垂直，如果垂直的誤差較大，可能導致膠帶在承載段一則跑偏。第五，膠帶本身由于使用期限長、老化變形、磨損等也能夠?qū)е履z帶跑偏。

2.2 膠帶運輸機撒料

膠帶運輸機撒料主要有一下幾個原因：第一，轉(zhuǎn)載點出撒料。當溜槽擋料橡膠裙板損壞或運輸機嚴重過載時，容易導致橡膠板損壞，導致物料沖出導料槽。第二，凹段皮帶懸空時散料。凹段皮帶區(qū)間率小時會使皮帶懸空，物料容易撒出。第三，皮帶跑偏也能夠?qū)е缕б桓咭坏?，從而使物料從低邊撒出?/p>

2.3 膠帶打滑

膠帶打滑不僅降低了運輸力，影響了生產(chǎn)，而且還可能因摩擦生熱導致膠帶著火，釀成生產(chǎn)事故。

3 煤炭企業(yè)膠帶運輸系統(tǒng)中的集中控制

3.1 集中控制概述

膠帶運輸機集中控制以保留原有的操作功能為基礎(chǔ)實現(xiàn)對運輸機起停的控制，以地面控制為主、井下控制為輔。在集中監(jiān)控方面實現(xiàn)全線的運行狀況、設(shè)備狀況的監(jiān)控，通過監(jiān)視器反應給監(jiān)視者。集中控制系統(tǒng)包括分站、監(jiān)控顯示器、操作臺、計算機等，設(shè)備數(shù)量較多、類別繁多、設(shè)備運行環(huán)境惡劣，導致系統(tǒng)的邏輯關(guān)系復雜。因此，將可變控制器引入其中，將邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換成了梯形圖式的計算機語言，將地面監(jiān)控中心和井下監(jiān)控中心聯(lián)合構(gòu)成了集中控制系統(tǒng)。地面的設(shè)備有工程計算機、電源、連接器和顯示器，井下控制中心主要有控制站、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等組成。地上和井下集控系統(tǒng)是一個完整的監(jiān)控、操作系統(tǒng)，能夠遙控整個煤炭企業(yè)的運輸膠帶，從而降低了事故發(fā)生率，提高了生產(chǎn)效益，同時也能夠減少故障處理時間，提高了系統(tǒng)的恢復速度。目前，隨著信息技術(shù)水平的提高，集控軟件的精確度也得到了企業(yè)的證實，使得集控系統(tǒng)發(fā)生了技術(shù)性的變革。因此，在集控系統(tǒng)中安裝一個開放式的、可供編程的軟件對于使用者來說有巨大的收益。

3.2 集中控制的組成

第一，控制通信網(wǎng)絡(luò)。運輸現(xiàn)場和控制中心又一定的距離，為了提高控制的及時性必須保證通信網(wǎng)絡(luò)的暢通。應采用開放的總線，在距離較長的地段設(shè)置中繼器，在膠帶機頭設(shè)置設(shè)備分站，以及時采集和收集現(xiàn)場的信號，及時作出傳輸、處理和顯示發(fā)回的信息，配合監(jiān)視器監(jiān)控現(xiàn)場，保證井下工作人員和設(shè)備的安全。

第二，操作員工作站和工程師站。不同級別的操作員有不同使用權(quán)限和職責。操作站一般為全中文的操作平臺，能夠直觀地、動態(tài)地顯示運行數(shù)據(jù)和參數(shù)。一旦發(fā)生事故或傳感器發(fā)生故障，信息就會傳輸?shù)讲僮髋_報警，同時也能夠?qū)缶瘮?shù)據(jù)存儲，以便在事后分析事故。工程師站不僅要有操作員工作站的所有功能，同時還要有一下幾個功能：能夠根據(jù)生產(chǎn)的需要在線調(diào)整控制器的程序，以適應成產(chǎn)的需要；準確轉(zhuǎn)換和分析有關(guān)數(shù)據(jù)，及時存儲到信息管理系統(tǒng)中；當某一子系統(tǒng)發(fā)生故障后能夠獲取該系統(tǒng)的操操作權(quán)限進行操作。

第三，膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)。膠帶運輸系統(tǒng)由給煤機、膠帶運輸機等設(shè)備組成，通過控制設(shè)備、打滑、超溫、跑偏等問題的保護能夠?qū)崿F(xiàn)對膠帶機的保護。通過不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接能夠?qū)崿F(xiàn)一下幾個功能：通過對膠帶運輸機系統(tǒng)的監(jiān)控，實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的記錄，將重要信息記錄；及時轉(zhuǎn)換集控自動、集控手動和就地控制三種方式，提高了故障反應效率，降低了事故損失；在啟動前30秒發(fā)出信號，如膠帶運輸機滿足啟動條件，則按順序逐一啟動，同時，在現(xiàn)場也能夠通過按鈕啟動或停止；將膠帶運輸機的跑偏、低速等非正常狀況納入集控系統(tǒng)，通過設(shè)備的緊急停車系統(tǒng)進行控制。

3.3 集中控制系統(tǒng)的功能

膠帶運輸機均裝有就地操作控制箱，能夠轉(zhuǎn)換工作方式和啟動、停止；在給煤點設(shè)有堆煤保護和縱向撕裂保護，能夠防止膠帶事故的惡化；膠帶機每隔一定的距離裝置有跑偏控制，能夠報警或停車；在膠帶機頭設(shè)置速度傳感器，檢測膠帶的速度，防止超速或打滑事故的發(fā)生；設(shè)置煙霧和溫度傳感器，檢測膠帶巷道內(nèi)煙霧的濃度和溫度，同時配備有自動灑水裝置，一旦煙霧過濃或溫度過高能夠?qū)崿F(xiàn)自動灑水對主筒進行降溫；每隔一段距離設(shè)置報警裝置，設(shè)備啟動和停止時要發(fā)出警報，提醒有關(guān)人員遠離設(shè)備；集中控制臺能顯示膠帶機的工作狀態(tài)、故障類型、故障發(fā)生點等信息；在故障自檢方面，能夠檢測傳輸網(wǎng)絡(luò)、傳感器故障、報警器故障等；在歷史查詢中，能夠查詢到歷史故障中的電機溫度、電機電流、帶速等。

膠帶運輸機的集中控制系統(tǒng)是基于膠帶機常見的問題而設(shè)計，具有較強的針對性。但集中控制系統(tǒng)的相關(guān)研究還設(shè)計到煤炭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，但其目的是明確的，即提高生產(chǎn)的安全性和生產(chǎn)效率。 然而，在實際生產(chǎn)的過程中，影響膠帶運輸機運行的因素還很多，需要在生產(chǎn)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗。因此，在集控系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，要將非硬件設(shè)備的影響納入到系統(tǒng)的設(shè)計中，例如員工素質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境。總之，膠帶機運輸?shù)募锌刂脐P(guān)乎到煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)和員工的生命，因此，集中控制的設(shè)計要注意每個方面的問題，努力實現(xiàn)集中控制的有效性。

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作者簡介：楊文庚（1986-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，研究方向：煤礦膠帶機運輸集中控制研究。