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(yùn)輸機(jī)的使用不僅提高了運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化，同時(shí)也提高了運(yùn)輸?shù)陌踩?。但在?shí)際的煤炭運(yùn)輸過程中，環(huán)節(jié)多、流量大，使得運(yùn)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(yùn)輸機(jī)比較常見的故障及原因分析，進(jìn)一步分析煤炭企業(yè)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的集中控制研究。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè)；膠帶機(jī)；集中控制

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

膠帶運(yùn)輸機(jī)又稱膠帶輸送機(jī)，是一種以摩擦力驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械，它主要由機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒等裝置組成。膠帶運(yùn)輸機(jī)能夠?qū)⑽锪蠌淖畛醯墓┝宵c(diǎn)輸送到最終的卸料點(diǎn)，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(yùn)輸機(jī)的使用不僅提高了運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化，同時(shí)也提高了運(yùn)輸?shù)陌踩?。但在?shí)際的煤炭運(yùn)輸過程中，環(huán)節(jié)多、流量大，使得運(yùn)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(jìn)運(yùn)輸機(jī)的一些裝置，努力實(shí)現(xiàn)不間斷運(yùn)輸。

1 膠帶運(yùn)輸機(jī)概述

膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種以摩擦驅(qū)動(dòng)的連續(xù)運(yùn)輸物料的機(jī)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(yùn)行。膠帶運(yùn)輸機(jī)的主要類型有轉(zhuǎn)彎皮帶機(jī)、爬坡皮帶機(jī)、直行皮帶機(jī)等。膠帶運(yùn)輸機(jī)能夠水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)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(tái)運(yùn)輸，也可以多臺(tái)組合成輸送系統(tǒng)。膠帶運(yùn)輸機(jī)又許多技術(shù)優(yōu)勢：一方面，它運(yùn)行穩(wěn)定。在很多需要連續(xù)運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)，如煤炭廠、水泥廠等均使用了膠帶運(yùn)輸機(jī)，它保證了運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性；另一方面，對(duì)貨物的磨損小，生產(chǎn)成本低，磨損小；同時(shí)，它的運(yùn)輸線路靈活，能夠依據(jù)運(yùn)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(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)需要考慮以下幾個(gè)問題：第一、工作環(huán)境。工作環(huán)境是膠帶運(yùn)輸機(jī)架設(shè)的基礎(chǔ)，需要考慮每天的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、工作效率、給料和卸料的方法等，同時(shí)，也必須考慮其運(yùn)行的自然環(huán)境，如溫度、露天或室內(nèi)等。第二，運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸機(jī)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(yùn)輸機(jī)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(dòng)滾筒與運(yùn)輸機(jī)中心線不垂直。在安裝時(shí)，由于機(jī)頭或機(jī)尾與膠帶的中心線不垂直，使得機(jī)頭和機(jī)尾的中心線沒有在一條直線上，這時(shí)要注意調(diào)整機(jī)頭和機(jī)尾，將它們的中心線擺動(dòng)到一條直線上。第二，滾筒表面不平滑。當(dāng)煤炭的濕度較大時(shí)，容易粘附在滾筒上，導(dǎo)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(huì)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(qiáng)的緊張力才能夠保證膠帶的穩(wěn)定，減少外力的干擾，當(dāng)膠帶無載荷或者載荷較小時(shí)都能夠?qū)е履z帶跑偏。第四，托輥軸線與運(yùn)輸機(jī)的中心線不垂直，如果垂直的誤差較大，可能導(dǎo)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(yùn)輸機(jī)撒料

膠帶運(yùn)輸機(jī)撒料主要有一下幾個(gè)原因：第一，轉(zhuǎn)載點(diǎn)出撒料。當(dāng)溜槽擋料橡膠裙板損壞或運(yùn)輸機(jī)嚴(yán)重過載時(shí)，容易導(dǎo)致橡膠板損壞，導(dǎo)致物料沖出導(dǎo)料槽。第二，凹段皮帶懸空時(shí)散料。凹段皮帶區(qū)間率小時(shí)會(huì)使皮帶懸空，物料容易撒出。第三，皮帶跑偏也能夠?qū)е缕б桓咭坏停瑥亩刮锪蠌牡瓦吶龀觥?/p>

2.3 膠帶打滑

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

3 煤炭企業(yè)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的集中控制

3.1 集中控制概述

膠帶運(yùn)輸機(jī)集中控制以保留原有的操作功能為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)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(shí)現(xiàn)全線的運(yùn)行狀況、設(shè)備狀況的監(jiān)控，通過監(jiān)視器反應(yīng)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(tái)、計(jì)算機(jī)等，設(shè)備數(shù)量較多、類別繁多、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，導(dǎo)致系統(tǒng)的邏輯關(guān)系復(fù)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)、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(gè)完整的監(jiān)控、操作系統(tǒng)，能夠遙控整個(gè)煤炭企業(yè)的運(yùn)輸膠帶，從而降低了事故發(fā)生率，提高了生產(chǎn)效益，同時(shí)也能夠減少故障處理時(shí)間，提高了系統(tǒng)的恢復(fù)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(shí)，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(gè)開放式的、可供編程的軟件對(duì)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(yùn)輸現(xiàn)場和控制中心又一定的距離，為了提高控制的及時(shí)性必須保證通信網(wǎng)絡(luò)的暢通。應(yīng)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(jī)頭設(shè)置設(shè)備分站，以及時(shí)采集和收集現(xiàn)場的信號(hào)，及時(shí)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(jí)別的操作員有不同使用權(quán)限和職責(zé)。操作站一般為全中文的操作平臺(tái)，能夠直觀地、動(dòng)態(tài)地顯示運(yùn)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(huì)傳輸?shù)讲僮髋_(tái)報(bào)警，同時(shí)也能夠?qū)?bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，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(shí)還要有一下幾個(gè)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(yīng)成產(chǎn)的需要；準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換和分析有關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)存儲(chǔ)到信息管理系統(tǒng)中；當(dāng)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(jìn)行操作。

第三，膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)由給煤機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)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(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)的保護(hù)。通過不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接能夠?qū)崿F(xiàn)一下幾個(gè)功能：通過對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的記錄，將重要信息記錄；及時(shí)轉(zhuǎn)換集控自動(dòng)、集控手動(dòng)和就地控制三種方式，提高了故障反應(yīng)效率，降低了事故損失；在啟動(dòng)前30秒發(fā)出信號(hào)，如膠帶運(yùn)輸機(jī)滿足啟動(dòng)條件，則按順序逐一啟動(dòng)，同時(shí)，在現(xiàn)場也能夠通過按鈕啟動(dòng)或停止；將膠帶運(yùn)輸機(jī)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(jìn)行控制。

3.3 集中控制系統(tǒng)的功能

膠帶運(yùn)輸機(jī)均裝有就地操作控制箱，能夠轉(zhuǎn)換工作方式和啟動(dòng)、停止；在給煤點(diǎn)設(shè)有堆煤保護(hù)和縱向撕裂保護(hù)，能夠防止膠帶事故的惡化；膠帶機(jī)每隔一定的距離裝置有跑偏控制，能夠報(bào)警或停車；在膠帶機(jī)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(shí)配備有自動(dòng)灑水裝置，一旦煙霧過濃或溫度過高能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)灑水對(duì)主筒進(jìn)行降溫；每隔一段距離設(shè)置報(bào)警裝置，設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)要發(fā)出警報(bào)，提醒有關(guān)人員遠(yuǎn)離設(shè)備；集中控制臺(tái)能顯示膠帶機(jī)的工作狀態(tài)、故障類型、故障發(fā)生點(diǎn)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(bào)警器故障等；在歷史查詢中，能夠查詢到歷史故障中的電機(jī)溫度、電機(jī)電流、帶速等。

膠帶運(yùn)輸機(jī)的集中控制系統(tǒng)是基于膠帶機(jī)常見的問題而設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的針對(duì)性。但集中控制系統(tǒng)的相關(guān)研究還設(shè)計(jì)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(shí)際生產(chǎn)的過程中，影響膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行的因素還很多，需要在生產(chǎn)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。因此，在集控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，要將非硬件設(shè)備的影響納入到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，例如員工素質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境?？傊?，膠帶機(jī)運(yùn)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(jì)要注意每個(gè)方面的問題，努力實(shí)現(xiàn)集中控制的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李光布.膠帶機(jī)設(shè)計(jì)和研究的現(xiàn)狀與展望[J].礦山機(jī)械，1992（02）.

[2]張生剛.煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及發(fā)展方向[J].山東煤炭科技，2013（03）.

[3]廖文愷.淺論煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)[J].科技資訊，2012（34）.

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(jī)運(yùn)輸集中控制研究。