張 磊

(霍州煤電集團汾河焦煤股份有限公司，山西 霍州 031400)

0 引言

事故發(fā)生時，該煤礦使用了強力膠帶輸送機進行井下煤炭輸送。在輸送過程中，設(shè)定了運輸能力為450 t/h，傾角為14°，斜長為504 m，機動部分采用單輥簡單電機拖動，電動機功率達到160 kW，表面的鑄造材料為硬質(zhì)膠帶，具體的設(shè)計圖紙如圖1所示。

在保證張力的基礎(chǔ)上，恒定張力，并使用重載車進行輸送。在使用過程中，操作人員發(fā)現(xiàn)膠帶運輸機在運行若干小時之后，會出現(xiàn)超速飛車現(xiàn)象，這種情況發(fā)生較為頻繁[1]，對于電機有著發(fā)生燒毀的風(fēng)險，還會造成滾筒打滑現(xiàn)象。一旦飛車現(xiàn)象發(fā)生，制動閘輪就會被摩擦并且燒紅，導(dǎo)致液壓制動器制動停不下來，制動閘被燒壞，甚至造成電機燒毀等重大事故發(fā)生。對于燒毀的電機進行解體檢查之后，發(fā)現(xiàn)定子端部線圈磨損絕緣發(fā)生了損壞，相間形成了短路，說明傳子圓環(huán)由于離心力過大導(dǎo)致了超速飛車、線圈損壞的情況發(fā)生。

1 超速飛車原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)造成飛射事故是由于煤量突然增大，導(dǎo)致了負載過大的情況。在超載的狀態(tài)下，膠帶運行越來越快，此時超載段的煤經(jīng)過卸載后，膠帶雖然恢復(fù)了正常運行，但是已經(jīng)對電機造成了損壞。例如，在某次正常運煤的時候，盡管運載量是保持均勻的，而且運速也低于450 t/h。但是在最終運輸過程中突然加入了大量的煤，造成了超載，此時膠帶的運行速度突然加快，出現(xiàn)了飛車現(xiàn)象。當(dāng)飛車現(xiàn)象發(fā)生時，超載段的煤和飛車的時間在運載量上成為正比，飛車速度增快。經(jīng)過分析，與超載段的長度有直接關(guān)系[2]。

通過對膠帶輸送機超載段的分析發(fā)現(xiàn)，過量超載導(dǎo)致的飛車現(xiàn)象較多。在飛車現(xiàn)象發(fā)生時，膠帶輸送機局部或者是全部出現(xiàn)了給煤量不均勻的情況，造成局部或全部超載。膠帶機運行的下滑力超過電機的最大發(fā)電制動力，帶來了超速飛車的情況發(fā)生。再加上由于局部臨水或者采煤面出來的水滲透到下層膠帶，導(dǎo)致了膠帶運行下滑力超過了主滾動摩擦阻力，造成膠帶與主滾筒之間打滑，下層膠帶帶入了主滾筒，此時超速飛車由正常的出門變?yōu)榱顺d量過大，運載量不能被均勻控制，帶來了飛車現(xiàn)象。

此外，由于膠帶運輸機本身的配煤系統(tǒng)具有一定的缺陷，因此對于給煤量更是無法控制，導(dǎo)致忽大忽小的運載量現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)過對采煤機的膠帶機進行溜槽的分析，發(fā)現(xiàn)溜槽之后，漏煤嘴是常開的，不能對煤進行儲藏，使得采煤工作無法進行正常運行。漏煤嘴敞開，使得溜槽和小井大量積煤發(fā)生了堵塞，膠帶機的運載量也出現(xiàn)了超載，產(chǎn)生了突然滿載或者超載的情況，人工疏通小井只能解決小量的積煤，但是大量的積煤依然是從上至下陷入膠帶輸送機中。

此時機采面采煤機運行的速度突然加快，出煤量比平時增大很多，運輸?shù)降姆e煤一下子涌入小井，使得膠帶輸送機驟然發(fā)生超載，其他掘進煤也同時一并運出，工作面出現(xiàn)了膠帶機超載和給煤不均勻的情況。

2 設(shè)計建議

根據(jù)上述超載導(dǎo)致飛車現(xiàn)象發(fā)生的原因分析，對于常年出現(xiàn)的飛車現(xiàn)象進行初步判斷。得出的結(jié)論是，在進行強力膠帶輸送機設(shè)計的時候，為了防止膠帶打滑，應(yīng)該增加一個主滾筒，考慮機身本身的強度，并且將自動條件等加以設(shè)計，將不利因素如臨水和滲水事故都考慮在內(nèi)[3]。

下運式膠帶機一般內(nèi)部是運用可編程控制器(PLC)進行控制，對于程序來說，采用邏輯運算的方式，在根本上能夠解決容易氧化以及點數(shù)量少的問題。

采用下運式膠帶機的PLC通信聯(lián)網(wǎng)，改變了原有的大量使用繼電器造成的觸點接觸不良的問題，將大連的繼電器用軟件加以取代，僅僅設(shè)下了少量的輸入輸出硬件。將接線數(shù)量控制到了繼電器控制系統(tǒng)數(shù)量的1%～10%之間，減少因為觸點不良造成的故障。

隨著PLC的產(chǎn)品標(biāo)準化、模塊化和系列化，配備品種齊全的各種硬件裝置供選用。系統(tǒng)配置的靈活性實現(xiàn)了不同功能，用接線端子連接外部接線，使得PLC帶有很強的負載能力，可以直接驅(qū)動接觸器和電磁閥進行運轉(zhuǎn)。通過采取一系列的軟硬件抗干擾的措施，使PLC具有強大的防御力量。

采用雙動力增加膠帶張力，同時要配備拉緊度。例如在主筒外表可以進行助花紋橡膠的設(shè)計，這種設(shè)計可以將摩擦系數(shù)加大，避免單動力導(dǎo)致主筒抱角增大而出現(xiàn)打滑。在進行強力膠帶機的設(shè)計的時候，還可以對設(shè)計配煤系統(tǒng)進行考慮，在配煤系統(tǒng)中增加緩沖煤倉，在下部增加給煤，這樣運載量可以根據(jù)情況進行調(diào)節(jié)，保證給煤均勻，不至于發(fā)生超載和滿載。對于新的研究設(shè)計課題，可以采用合理的論證方法，將潤滑冷卻防爆等技術(shù)結(jié)合到不過于復(fù)雜的現(xiàn)代化自動裝置中。

進行飛車現(xiàn)象的防范，要從飛車現(xiàn)象的原因進行分析。為了防止飛車現(xiàn)象頻繁發(fā)生，可以選擇適當(dāng)?shù)挠龆?，以及適當(dāng)?shù)娜萘康碾姍C，作為膠帶機負載需要的動力進行安裝。

在進行膠帶機安裝時，如果發(fā)現(xiàn)實際坡度比原設(shè)計大，則需考慮電機安裝的要求，在進一步核對之后，根據(jù)核算結(jié)果進行實際運行之后，再進行裝載量的確定。對于電機運行中的負載變化要做到及時觀察，保證不會出現(xiàn)超載運行。另外對于膠帶輸送機的速度進行檢查，可以使用離心開關(guān)，即檢測裝置，利用一個膠帶，安裝輸送集中的電磁式檢測裝置，對膠帶機的速度檢測進行精度計算，利用離心力的作用，使膠帶機超速的時候能夠自動閉鎖[4]。

新型的檢測裝置除了能夠?qū)δz帶的超速進行檢測，還能夠?qū)δz帶的打滑和膠帶機的運行進行同步的檢測?？梢圆捎眉蛇\算放大器對元件線路進行檢測，在適應(yīng)強度強且精度較高的情況下，線路工作穩(wěn)定可靠即可。新型速度檢測器能夠經(jīng)過微分電路，將觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路進行信號的傳送，同時對于被測物體上的轉(zhuǎn)速傳感器進行正弦的旋轉(zhuǎn)，保證電壓的平均直流分量，能夠得到平穩(wěn)運行，輸出的電壓送到電瓶檢測器中，和正反饋回路組成正向輸入端，使得輸出電壓的平均直流分量能夠得到電壓的轉(zhuǎn)換。經(jīng)過比較之后，再執(zhí)行到電路中，經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)變成頻率之后，將正反饋運算放大器中得出的正弦波經(jīng)過整形，產(chǎn)生觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。

3 事故防范的思考

作為井下運輸人員，無論在什么崗位，都應(yīng)該提高技能，通過積極學(xué)習(xí)，提高業(yè)務(wù)知識和技能。同時應(yīng)該加強防護措施的建設(shè)，比如斜井的“一坡三擋”防護設(shè)施，并且要保證設(shè)備常開，通過設(shè)備防護，讓意外發(fā)生的可能性減小。加強制度建設(shè)，任何企業(yè)要想加強管理，首要的前提就是建設(shè)的完善的制度，對一些特殊情況也有規(guī)定，讓人能夠有依據(jù)進行管理。加強司機培訓(xùn)：對于運輸方面的安全隱患，首先應(yīng)該從抓司機入手，礦山企業(yè)的運輸量非常龐大，操作是否安全非常重要。

對于飛車現(xiàn)象的防范，要注意輸送機機頭以及皮帶機的消防設(shè)施，在規(guī)范設(shè)置上應(yīng)強化管理，例如機頭要設(shè)置滅火沙，在重要位置應(yīng)該進行相應(yīng)轉(zhuǎn)動部位的靈敏度提升。避免皮帶機出現(xiàn)過大的跨越及連接處的故障，防止造成人員傷亡情況發(fā)生。實踐證明，在皮帶機運輸過程中，飛車現(xiàn)象往往會導(dǎo)致過卷、斷繩、蹲罐等事故，或者發(fā)生人員的傷害。出現(xiàn)制動裝置失靈，包括工作閘和制動閘，失效就會造成制動裝置失靈，超掛車輛、車輛超裝、車輛脫離鏈接等都應(yīng)從設(shè)計角度進行相應(yīng)的考慮。

隨著生產(chǎn)的快速發(fā)展，煤礦進行井下煤炭運輸?shù)男枨笤絹碓酱?，但是井下傾斜的角度也越來越大，帶式輸送機的運用需求也越來越高。下行式輸送機在空載運量較少的時候，電動狀態(tài)是較為穩(wěn)定的，但是一旦運量增多，主電動機可能處在發(fā)電狀態(tài)[5-6]。因此采用下行膠帶機進行煤炭運輸?shù)臅r候，有必要采取相應(yīng)的保護措施。

設(shè)計采用PLC進行控制的皮帶運輸機，需明確控制、設(shè)計目的和技術(shù)要求。應(yīng)對飛車現(xiàn)象可通過臺式輸送機進行啟動和停車，等待運料結(jié)束之后，立即停止帶式輸送機，迅速執(zhí)行故障排查，通過更換相應(yīng)執(zhí)行模塊，排除故障。

4 結(jié)語

為避免飛車現(xiàn)象危害的擴大，對帶式輸送機進行運行工況的改善非常必要，包括制動加速度的控制、輸送機的啟動以及帶式輸送技術(shù)提升等。在設(shè)備維護工作的基礎(chǔ)上，對問題進行相應(yīng)分析，充分解決下運式膠帶運輸機存在的傳統(tǒng)問題。