张厚全
（枣矿集团蒋庄煤矿，滕州 277519）
煤炭行业是我国不可或缺的能源行业。煤矿企业是我国重要的能源企业，在保证我国战略能源安全方面扮演着重要角色。当前我国煤矿已经进入高质量发展阶段，大中型煤矿的产量越来越高。相对于其他运输方式，带式输送机运输效率较高，是国内煤矿青睐的运输方式。但是，各种类型的输送机撕带事故严重影响了井下生产。因此，对煤矿机电运输撕带事故及应对措施进行分析具有重要意义。
1.1 皮带运输机的接头位置质量不达标
接头质量不达标，导致撕带事故时有发生。当前输送机使用的接头多为机械接头和硫化接头[1]。机械接头多数为金属连接扣和输送机连接板。虽然选择使用这种类型的接头较为便捷，使用成本也相对较低，但是随着使用时间的延长，接头位置会出现较为明显的磨损，金属连接扣会出现被磨平的问题，严重时可导致脱扣，且脱扣位置会出现应力集中的问题，增加了撕带甚至断带事故发生的概率。硫化接头虽然可以保证较高的接头效率，但是在使用的过程中费用较高，安装工艺较为麻烦，易出现老化问题，接头工艺相对较差。
1.2 输送机铁器等部件的管理防护工作不到位
从当前因铁器问题导致皮带出现撕裂的情况来看，很多情况是由于管理不到位导致的。例如，部分长期受到振动影响的输送机，由于没有采取多重的防护措施，容易出现铁器脱落问题。在具体管理的过程中，运输系统中铁板管理疏漏，没有严格按照专人负责的方式管理。此外，日常检查工作不到位，铁板在出现松动后没有被及时发现。部分井下员工在输送带周边作业时，没有将作业现场清理干净，导致设备零件、工器具遗落在输送带上，增加了皮带出现撕裂的风险[2]。部分情况下，技术人员未及时回收支护材料，会导致锚杆片等进入皮带发生撕裂事故。
1.3 带式输送机维修保养工作不到位
随着煤矿开采强度的不断加大，皮带工作的压力随之增加。加上井下较为潮湿，煤尘等各种负面影响较大，需要及时维护和保养输送机，才能更好地保证皮带的运行效果，降低撕带事故发生的概率。但是，从当前输送机的使用情况来看，输送机沿线检查不到位问题明显，并没有严格按照规定定期检查和维护保养，甚至存在发现隐患后没有及时有效处理的情况，大大增加了撕带事故发生的概率。
2.1 设计煤矿机电运输防撕带保护系统
随着物联网信息技术的发展，在防止机电运输出现撕带事故的过程中，可充分利用智能化技术提升防撕带的智能化水平。具体实施中，可选择使用激光装置代替传统的照相机、肉眼作为视觉传递信息。该系统主要包含数据采集器、急停装置、金属感应器、信息传感器、异物清理器及可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等，组成如图1所示。
图1 带式输送机防撕带保护系统工作原理图
技术人员将该装置安装到带式输送机的机头皮带架和上下两侧，将采集的图像、信号等通过光纤传递到地面进行计算和分析。如果皮带在运输过程中含有金属异物，金属感应器可在第一时间报警。此时，数据采集信号会获取报警装置信息，并利用光纤将其传递到传感器。PLC直接操控金属感应器、高压喷头传感器及电机等。传感器、水泵及高压喷头组成了异物清理区。
系统工作过程中，金属感应器会全面探测皮带运输机的尾部、头部及中部是否存在金属异物。探测到金属异物后，系统会将信号传递到传感器。传感器接收信号后，将信号传给PLC。系统中的异物清理装置和激光装置会同时接收信号，启动清理装置全面清理金属异物。同时，激光装置会在尾部再次扫描皮带，并将扫描获取的信号传递到计算机，利用计算机对数据进行分析处理后形成图像。技术人员可根据图像判断异物的形状、大小等，且将得到的数据、图像显示在调度屏幕上。PLC受到异物信号后会触发急停装置，且技术人员同步收到信号，对异物进行全面处理。反之，如果金属探测器没有探测到异物，激光装置不会进入运行状态。安装在机头位置的检测仪器处于24 h工作状态，可以防止皮带出现跑偏事故[3]。在皮带工作的过程中，检测仪距离皮带两侧大约50 mm的位置发出红外线，在机尾位置有接收装置。若接收装置接收不到信号，PLC将发出急停信号，技术人员收到信号后，将第一时间到现场进行处理。
2.2 选择使用新型输送带
随着技术的不断更新与完善，将新型输送带应用于煤矿机电可较好地提升输送带的防撕带效果。例如，选择使用钢丝绳芯的输送带不仅强度大，而且抗冲击性强，使用时间也较长，耐曲挠性相对较好。芳纶材料质量相对较小，抗撕裂性也相对较好[4]。配合使用芳纶作为骨架材料，可以有效解决该类材料在使用过程中存在运行能耗相对较高的问题。若带强相等时，整体的质量相对于传统材质可以降低50%左右。表1是两种输送带的技术指标。
表1 钢丝绳芯输送带与芳纶输送带技术性能指标
2.3 安装带式输送机防撕裂保护装置
生产过程中，为了更好地提升矿井出煤量，带式输送机的运行速率至关重要。带式输送机运行速度较快，仅仅依靠技术人员通过人工巡查来防止出现撕带问题是不现实的。因为煤矿井下环境较为恶劣，光线相对较暗，在发生这些故障后，外界因素的干扰会直接影响人的判断。所以，在带式输送机工作的过程中，安装防撕裂保护装置十分重要。具体实施中，可以选取开关式防护装置安装到输送机的转载点周边。该防护装置包含有一道拉绳装置和两组翻板装置。翻板装置安装距离设置为10 m，在下输送带表面的上方位置。若输送带工作时带上有凸起物品且不能有效甩脱时，翻板会被连续触碰出现翻转。在翻板上安装有电磁传感器，若在3 s内两个传感器同时发出动作，就会出现停机。拉绳撕裂保护原理是在上输送带下方设置一道拉绳。如果输送带在工作过程中出现撕裂问题，物体会从输送带上掉落触碰拉绳，导致拉绳出现偏转问题。边上的传感器感受到触碰，会导致输送机停止工作。选择这种防护装置可以在输送带带面有撕裂、刺破等出现时，及时给工作人员发出告警信号，也可以将输送机直接停机。
2.4 全面增强铁器管理，严防铁器进入运输系统
技术人员在完成检修作业后，需要安排专业人员清理现场的铁器与杂质等，尤其是在完成电气焊作业后，需要将现场的铁制物及其他类型的杂物全部清理干净。在输送带周边及溜煤眼的附近，不能存在有可能划伤输送带的物件。同时，对于井下使用的金属片、护网、铁板及钻杆等，应当采取编号管理的方式，将管理责任落实到具体人，夯实管理责任。对于运输系统中使用的铁板，技术人员应当采取钝化处理方式。特别是对于重点位置，应当采取包边处理的方式，从而最大限度降低铁器对输送带的损伤。对于牢固性不足的位置，技术人员应当及时进行加固。对于井下容易进入煤流系统的部件，应当采取严格的防脱落措施。例如，可以在护煤板上安装防护链绳。对于支护上所用的网片、锚杆及各种类型的钢带，应当采取集中管理的方式[5]。在运输锚杆、工字钢等物品时，严禁使用输送机运输，且可以在运输系统的合适位置安装除铁器。同时，为了保证除铁器的使用效果，技术人员应当至少每3个月测试一次除铁器的使用效果，保证除铁器磁场强度可以满足使用效果。当前使用的永磁式除铁器，在使用过程中磁场强度会随着时间的不断延长随之下降，因此在使用过程中应当避免使用。
2.5 全面加强对皮带的维护管理
全面增强对皮带的维护管理，对降低撕带事故发生的概率十分关键。技术人员应当每天检查皮带接头位置是否有老化问题，钢丝绳是否有翘起、毛边、划伤等异常情况。同时，定期选择使用专用仪器对皮带硫化接头和皮带内部的钢丝绳进行探伤检查，若发现接头破损、空鼓及断丝问题，技术人员应当及时处理。特别是对修补过的带面，技术人员应当重点巡查，缩短巡检周期。对于出现老化的机械接头，技术人员应当重新安装。若使用时间已经较长，皮带表面已经出现较多损伤，使用效果相对较差，应当及时更换输送带。此外，技术人员应当定期检查滚筒轴承盖的实际紧固情况，及时了解和掌握轴承的实际润滑状态，若有异常，必须及时解决。技术人员除了加强对皮带面运行情况的监护外，还应当对中部槽、受料点、转载点等部位进行全面检查，全面分析焊接质量。如果出现焊接不牢靠、开焊等问题，应当及时进行处理。开机前，要全面检查皮带上是否有遗漏的工器具，严防出现皮带撕裂问题。
煤矿机电运输实效相对于先前虽然有了明显提升，但是各种类型的撕带事故仍时有发生，严重影响煤矿井下的运输效果。从当前导致撕带事故发生的原因来看，不仅有设备、技术原因，还有很多人为因素。因此，煤矿必须高度重视带式输送机撕带事故，采取针对性措施降低撕带事故发生的概率，更好地保证煤矿机电运输的稳定性和安全性。
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