煤礦用鋼絲繩芯輸送帶斷帶和撕帶機(jī)理及檢測(cè)方法研究進(jìn)展

周文佳

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為應(yīng)用到煤礦企業(yè)的實(shí)際作業(yè)中，已經(jīng)成為煤礦生存必不可缺的設(shè)備之一。如何及時(shí)確定鋼絲繩芯輸送帶斷帶和撕帶機(jī)理，已經(jīng)成為煤礦企業(yè)研究的主要問(wèn)題，對(duì)煤礦運(yùn)行的安全運(yùn)營(yíng)具有很大作用。本文主要介紹了絲繩芯輸送帶斷帶和撕帶機(jī)理及檢測(cè)方法，并提出了實(shí)際檢測(cè)中存在的問(wèn)題，希望可以給相關(guān)人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】鋼絲繩芯輸送帶 橫向斷帶 縱向撕帶 監(jiān)測(cè)

帶式輸送機(jī)是煤礦生存中最重要的輸送設(shè)備之一，由于該設(shè)備經(jīng)常在高負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間情況下運(yùn)行，所以會(huì)產(chǎn)生突然斷裂和撕帶等問(wèn)題，影響了煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)展，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡問(wèn)題。所以，必須結(jié)合煤礦實(shí)際作業(yè)情況，詳細(xì)分析斷帶原因和機(jī)理，并采取一些措施，保證帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行。

1 斷帶和撕機(jī)理及位置

1.1 縱向撕帶發(fā)生原因和位置

（1）管理松懈。從鋼絲繩芯帶式傳輸帶實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，在運(yùn)行中經(jīng)常摻雜著大量的角鋼及槽鋼等物質(zhì)，這些物體具有尖銳的邊口，很容易扎破輸送帶，輸送帶一旦發(fā)生損傷，就會(huì)加深裂口，最終劃破縱向撕帶，進(jìn)而造成輸送帶縱向撕裂。（2）輸送帶跑偏。一旦輸送帶位置發(fā)生偏移，就會(huì)造成撕帶，此種情況可以發(fā)生在輸送機(jī)任何位置。（3）巷道冒頂。巷道冒頂時(shí)，很多大塊石等鋒利物質(zhì)就會(huì)砸穿傳送帶，進(jìn)而造成撕帶。（4）機(jī)頭滿倉(cāng)。機(jī)頭位置積攢了大量的煤炭，容易導(dǎo)致煤礦進(jìn)入滾筒連接梁之間產(chǎn)生撕帶。

1.2 橫向斷帶發(fā)生原因及位置分析

（1）輸送帶發(fā)生磨損。輸送帶受到磨損后，導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生斷絲、腐蝕及銹蝕等問(wèn)題，降低了輸送帶強(qiáng)度，進(jìn)而造成橫向斷帶。（2）接頭斷裂和損傷。引起鋼絲繩輸送帶接頭損傷的原因較多。但是從宏觀分析上來(lái)看，任何原因所產(chǎn)生的接頭損傷或斷裂等問(wèn)題，都會(huì)引起鋼絲繩芯片移動(dòng)，或引起接頭區(qū)域發(fā)生變形。一些鋼絲繩芯發(fā)生抽動(dòng)后，就會(huì)增加抽動(dòng)鋼絲繩芯承載的重量，在長(zhǎng)期運(yùn)行中，抽動(dòng)鋼絲繩芯的數(shù)量不斷增長(zhǎng)，影響區(qū)域不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致接頭變形損傷越來(lái)越大，強(qiáng)度越來(lái)越大。最后由于接頭變形和范圍不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致接頭內(nèi)部的鋼絲繩被抽出，進(jìn)而產(chǎn)生接頭斷裂問(wèn)題。此外，輸送帶遭受到較大重量時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致接頭損傷或斷裂，所以張力超限已經(jīng)成為造成接頭斷裂的主要原因。由于鋼絲繩輸送帶橫向斷裂主要發(fā)生在接頭位置，所以必須加強(qiáng)鋼絲傳送帶橫向斷裂檢查和檢測(cè)，減少接頭損失。

2 分析縱向撕裂檢測(cè)方法

2.1 棒型檢測(cè)法

棒型檢測(cè)裝置主要由一個(gè)彎曲成棒子組成，與輸送帶形狀相似，一般將其裝置在緩沖托輥和落料口之間，緊貼輸送帶。一旦不明物體劃穿輸送帶時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致棒或管子傾斜，一旦接觸到連接在桿上的傳感器開(kāi)關(guān)，就會(huì)強(qiáng)迫輸送機(jī)停止運(yùn)行。但是此種方法準(zhǔn)確性不高，容易出現(xiàn)檢測(cè)失效問(wèn)題。

2.2 漏料檢測(cè)法

平衡錘、開(kāi)關(guān)、托盤(pán)和支點(diǎn)是組成漏料檢測(cè)裝置的主要材料。當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂后，可以將物料漏到托盤(pán)上，使用物料質(zhì)量控制整個(gè)裝置，進(jìn)而接觸限位開(kāi)關(guān)，并發(fā)揮報(bào)警信號(hào)。此中檢測(cè)方法具有檢測(cè)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)，但是當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂后，只有輸送帶有物料而且可以保證物料泄漏時(shí)，才能發(fā)揮此裝置的作用，在實(shí)際運(yùn)行中，輸送帶縱向撕裂會(huì)出現(xiàn)裂口重疊問(wèn)題，不能發(fā)揮此裝置的作用。漁線式檢測(cè)法。漁線式檢測(cè)法主要以金屬性和尼龍線為主，一般將其安裝在落料口正下方的緩沖托輥之間，緊貼槽形帶下表面，在該位置安裝有彈簧限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)異物砸穿傳送帶時(shí)，就會(huì)接觸到漁線，讓限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)揮報(bào)警，但是實(shí)際應(yīng)用中，也會(huì)出現(xiàn)各種檢測(cè)問(wèn)題。附加壓力檢測(cè)法。從上述分析可知，縱向撕帶發(fā)生后，輸送帶會(huì)受到附加壓力，隨著輸送帶被刺穿，壓力隨之減小。相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，附加壓力增加了傳送帶壓力，可以維持300ms。所以，可以結(jié)合輸送帶落料口托輥承載壓力的變化，判斷是否發(fā)生縱向撕裂?？梢砸欢〞r(shí)間力信號(hào)數(shù)值變化來(lái)判斷是否發(fā)生縱向撕帶，減少了落料口下落較大物質(zhì)引起沖擊壓力所造成的誤報(bào)問(wèn)題。

3 探討橫向斷帶檢測(cè)方法

3.1 強(qiáng)磁檢測(cè)法

浙江大學(xué)某研究院成功研發(fā)了鋼絲繩芯輸送帶綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并完成了相關(guān)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)成功應(yīng)用到煤礦作業(yè)中。上世紀(jì)末期，我國(guó)研究院采用磁感應(yīng)原理，成功研制了鋼絲繩芯輸送帶監(jiān)測(cè)，可以進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)人。但是不能精確確定出詳細(xì)情況，存在不直觀及不能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等問(wèn)題。目前該種方法還不能幫助工作人員了解輸送帶內(nèi)部鋼絲繩芯等情況，監(jiān)測(cè)結(jié)果不理想。

3.2 人工檢測(cè)法

（1）起泡現(xiàn)象觀測(cè)。起泡是輸送帶接頭常見(jiàn)的故障問(wèn)題之一，主要受鋼絲繩芯抽動(dòng)影響，此種監(jiān)測(cè)方法是目前煤礦應(yīng)用較廣的一種方法。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)機(jī)器停機(jī)后，清除表面物質(zhì)，監(jiān)測(cè)是否出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)起泡必須及時(shí)觀測(cè)并進(jìn)行處理。（2）表面應(yīng)變檢測(cè)法。首先，在輸送帶低應(yīng)力區(qū)域描繪網(wǎng)格，然后，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)到高張力區(qū)域時(shí)，重復(fù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)格變化情況，進(jìn)而判斷輸送帶內(nèi)鋼絲繩芯是否出現(xiàn)損傷問(wèn)題，此種方法主要憑借現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置閥值，可靠性較低。（3）接頭長(zhǎng)度測(cè)量法。首先在硫化接頭位置化等距離化三組標(biāo)志線，測(cè)量每組標(biāo)志線長(zhǎng)度。輸送帶正式運(yùn)作前對(duì)每組標(biāo)志線長(zhǎng)度進(jìn)行檢測(cè)，一旦任意一組超過(guò)設(shè)定閥值，就可以使用X射線對(duì)接頭進(jìn)行拍片分析和處理，分析接頭出現(xiàn)的問(wèn)題，并評(píng)價(jià)其性能。

3.3 x射線檢測(cè)方法

X射線是一種與PC圖像和攝影結(jié)合的無(wú)損傷技術(shù)。工作原理是隨著鋼絲繩芯的輸送，檢測(cè)速度運(yùn)行強(qiáng)大，讓射線穿透，直接由光伏深測(cè)試接收二維X射線，形成圖像電信號(hào)，通過(guò)分析、轉(zhuǎn)化、傳輸機(jī)處理，得到二維投影圖像，可以及時(shí)了解傳送帶鋼絲繩芯接頭情況，并可以將檢測(cè)結(jié)果傳送到計(jì)算機(jī)上，更加清晰直觀的展示檢測(cè)內(nèi)容。我國(guó)過(guò)去一直都使用X射線方法檢測(cè)鋼絲繩芯傳送帶，僅僅進(jìn)行靜態(tài)檢測(cè)操作。隨著研發(fā)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)成功研發(fā)了X光機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，推動(dòng)民了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。但是該種檢測(cè)方法對(duì)人體傷害較大，而且設(shè)備較復(fù)雜，主要存在檢測(cè)速度慢、不能進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)等問(wèn)題，影響了該種技術(shù)的推廣和發(fā)展。

3.4 弱磁檢測(cè)方法

強(qiáng)磁技術(shù)主要采用電磁感應(yīng)法與霍爾效應(yīng)檢測(cè)輸送帶鋼絲芯存在的問(wèn)題，由于感應(yīng)線圈靈敏度較低下，所以不能精確的檢測(cè)萎縮信號(hào)，而且不能消除外界因素的影響，檢測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn)。弱磁檢測(cè)方法的傳感器主要是竇氏元件，具有靈敏度高、檢測(cè)磁能分布均勻等特點(diǎn)，之后還在此種技術(shù)上研發(fā)了鋼絲繩芯輸送帶在線弱磁見(jiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，減少了噪聲等因素，當(dāng)智能識(shí)別方面依然需要改善。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)帶式輸送系統(tǒng)提出了較高要求。在線檢測(cè)系統(tǒng)是一種替代人工檢測(cè)的方式，減少了工作任務(wù)量；檢測(cè)儀器數(shù)字化及智能化將成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)在未來(lái)還要不斷研發(fā)新技術(shù)，學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，提高檢測(cè)的精確性和準(zhǔn)確性，保證鋼絲繩芯輸送帶的安全運(yùn)行，給煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)煤礦企業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

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