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帶式輸送機由于輸送帶自身質(zhì)量問(wèn)題，或受到井下惡劣環(huán)境影響會(huì )出現斷帶問(wèn)題。斷帶可造成輸送機機架損壞、輸送帶發(fā)生縱向撕裂或者橫向彎曲，傷害帶式輸送機兩側作業(yè)人員、損壞供電線(xiàn)路和其他管路等，還可能引發(fā)火災事故。因此，設計與應用帶式輸送機斷帶保護裝置具有十分重要的意義。

1、設備概況

云岡礦輸送帶二區北945機道、北980一部機道、北980二部機道擔負著(zhù)北部盤(pán)區工作面的原煤運輸任務(wù)。

1）945機道于1993年11月正式投入使用，輸送機型號：DX5—CX2000，機道長(cháng)度1140m，傾角5°，帶寬1.2m，輸送量900t/h，帶速2.0m/s，電機型號JBO400S—4，減速器型號SS1115—40。

2）北980一部機道于1994年4月投入使用，輸送機型號DX5—GX2000，機道長(cháng)度3045m，傾角0°，帶寬1.2m，輸送量900t/h，帶速2.5m/s，電機型號JBO400L-4，減速器型號SS1115—31.5。

3）北980二部機道于1999年3月正式投入使用，輸送機型號DX5—ST2000，變坡點(diǎn)角度11°，帶寬1.2m，輸送量900t/h，帶速2.5m/s，機道長(cháng)度2450m，電機型號YBS—250，減速器型號SSX250—31.5B。

以上三部帶式輸送機是20世紀70、80年代產(chǎn)品，體積大、設備笨重、故障率高，維護工作量也大，設備嚴重老化，易發(fā)生故障，存在較大的安全隱患。

2、設計原則

設計帶式輸送機斷帶保護裝置時(shí)，要依據運輸系統實(shí)際情況，確保保護裝置滿(mǎn)足系統運行需求，為帶式輸送機安全穩定運行提供保障。

1）帶式輸送機正常運行狀態(tài)時(shí)，保護裝置的 抓捕機構和輸送帶之間無(wú)摩擦，確保輸送帶正常運轉。

2）保護裝置對斷帶實(shí)施抓捕操作時(shí)，其制動(dòng) 力應當滿(mǎn)足抓捕要求，確保抓捕力盡可能分散，避免輸送帶出現二次破壞。

3）輸送帶發(fā)生斷帶時(shí)，保護裝置迅速完成抓捕 操作，如果出現誤動(dòng)作，立即將帶式輸送機斷電。

4）配置相應的清煤裝置，避免輸送帶上煤炭顆粒影響抓捕操作。

3、斷帶保護裝置

3.1 機械抓捕結構

抓捕機構是關(guān)鍵組成部分，其構成見(jiàn)圖1。抓捕機構的缸筒固定在橫梁結構上，活塞桿穿過(guò)橫梁，借助于法蘭和移動(dòng)楔塊連接，移動(dòng)楔塊在活塞桿的帶動(dòng)下，沿機架方向上所設置的軌道進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)。設置于下方的固定楔塊，和移動(dòng)楔塊之間設置有自鎖結構，通過(guò)楔塊和輸送帶之間形成的摩擦力對斷帶進(jìn)行有效抓捕。

圖1 機械抓捕結構部件構成

帶式輸送機正常運轉時(shí)，輸送帶被托輥托起，和位于下方的固定楔塊部件并不產(chǎn)生接觸，同時(shí)油缸活塞桿處于收縮狀態(tài)，確保把移動(dòng)楔塊拉至軌道上方位置，和輸送帶之間保持一定的安全距離，確保帶式輸送機能夠正常工作。出現斷帶時(shí)，活塞桿及時(shí)推動(dòng)移動(dòng)楔塊沿導軌向下運動(dòng)，和下方的固定楔塊之間形成自鎖，同時(shí)輸送帶運動(dòng)的方向恰恰能夠確保斷帶在兩個(gè)楔塊之間能夠越抽越緊，確?？梢园演斔蛶Э焖冁i死，高效而迅速的完成抓捕操作。

3.2 液壓控制裝置

液壓控制裝置運行原理見(jiàn)圖2。液壓控制裝置的動(dòng)力來(lái)源為異步電機，通過(guò)溢流閥部件以及電磁轉向閥a部件對整個(gè)裝置壓力大小進(jìn)行控制。輸送機正常運轉時(shí)，通過(guò)監測設備實(shí)時(shí)獲取輸送帶運行參數，PLC裝置對輸送帶斷帶問(wèn)題進(jìn)行判斷。監測設備得出輸送帶發(fā)生了斷帶問(wèn)題時(shí)，PLC裝置會(huì )輸出斷帶信號，此時(shí)電液換向閥a裝置接通電源而換位，油缸轉變?yōu)椴顒?dòng)結構，其有桿腔之中油將快速流至無(wú)桿腔之中，電液換向閥b立即通電并完成換位操作，蓄能器裝置里面所儲存高壓油液將流至油缸裝置無(wú)桿腔結構內，確保完成對斷帶的抓捕操作。

3.3 斷帶信號的監測

監測信號精準是斷帶保護裝置有效運行的前提。主要是對輸送帶運行的方向、速度、輸送帶張緊力大小以及懸垂度進(jìn)行監測，確保斷帶保護裝置不會(huì )出現誤動(dòng)作。使用旋轉編碼器實(shí)時(shí)監測輸送帶速度和方向，利用傳感器監測輸送帶運行過(guò)程中張緊力大小以及懸垂度。當三個(gè)方面的監測均判斷出現斷帶問(wèn)題，則確定出現了斷帶事故。

斷帶保護裝置中的電氣控制元件對收集到的相關(guān)斷帶參數進(jìn)行全面分析判斷，從而確定輸送帶是否出現斷裂。上行輸送帶在發(fā)生斷帶時(shí)實(shí)際運行方向發(fā)生改變，同時(shí)輸送帶速度降低至零，后沿著(zhù)輸送帶運行相反方向出現下滑。下行輸送帶在發(fā)生斷帶時(shí)實(shí)際運行方向不會(huì )改變，輸送帶的速度瞬間顯著(zhù)增加。表1給出了判斷參數，其中V0代表輸送帶額定運行速度，V1代表輸送帶實(shí)際運行速度。

表1 輸送帶運行狀態(tài)判斷參數

4、模擬試驗及抓捕時(shí)間影響因素

4.1 模擬試驗

實(shí)際生產(chǎn)中很難對帶式輸送機斷帶保護裝置進(jìn)行測試，需要在使用前進(jìn)行模擬試驗。模擬試驗需要搭建相應的試驗裝置，包括液壓泵站結構、抓捕裝置、控制箱裝置、速度傳感裝置等，實(shí)物見(jiàn)圖3。

4.2 抓捕時(shí)間影響因素

抓捕時(shí)間是斷帶保護的重要參數。蓄能器裝置的壓力和安裝距離對抓捕時(shí)間影響很大。不同系統壓力以及不同安裝距離情況下，輸送帶輸送機電設備斷帶保護裝置的抓捕時(shí)間見(jiàn)表2和見(jiàn)表3。