鋼絲繩芯膠帶無(wú)損檢測(cè)裝置在煤礦的應(yīng)用

摘要：礦用鋼絲繩芯輸送帶X射線實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以將煤礦井下的輸送帶在任何工作狀況下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及表面狀態(tài)以X光照片的形式實(shí)時(shí)上傳至地面計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)專用的軟件分析，對(duì)輸送帶內(nèi)部的鋼絲繩芯斷頭、接頭狀況和膠帶表面狀態(tài)，以及輸送帶強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并及時(shí)預(yù)警，在鋼絲繩芯輸送帶的生產(chǎn)使用過(guò)程中清除隱患。

關(guān)鍵詞：鋼絲繩芯輸送帶;X射線;硫化接頭;在線檢測(cè)

一、引言

新陸煤礦井下大傾角膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸傾斜角25°、運(yùn)距780米，輸送帶長(zhǎng)期處于高負(fù)荷的復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。大傾角皮帶負(fù)責(zé)運(yùn)送-600水平煤倉(cāng)和-530煤倉(cāng)的原煤，沿線設(shè)置兩處轉(zhuǎn)載點(diǎn)，在每個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)有時(shí)會(huì)因?yàn)榇蟮漠愇锟仍蛟斐善Эv向撕裂;使用時(shí)間較長(zhǎng)的鋼絲芯膠帶也有可能出現(xiàn)內(nèi)部鋼絲斷裂的情況，觀察人員從外表很難發(fā)現(xiàn)，造成輸送帶強(qiáng)度降低，出現(xiàn)運(yùn)輸事故。一旦發(fā)生事故，就會(huì)影響正常生產(chǎn)，造成長(zhǎng)時(shí)間的停產(chǎn)和重大經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)將井下運(yùn)轉(zhuǎn)的膠帶完好情況反映到井上調(diào)度室，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶的各種損傷進(jìn)行識(shí)別和判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果及時(shí)進(jìn)行報(bào)警、停機(jī)或其他處理。

二、應(yīng)用背景和現(xiàn)場(chǎng)情況簡(jiǎn)介

大傾角皮帶機(jī)型號(hào)為DQJ-800，運(yùn)輸能力為300t/h，皮帶機(jī)長(zhǎng)度780m，帶寬800mm，帶速2m/s，運(yùn)輸傾角25°，裝機(jī)功率為2×250Kw。

由于大傾角皮帶機(jī)運(yùn)輸傾角大，日常管理困難艱巨，尤其是對(duì)皮帶硫化接頭的管理，每天需要安排專人對(duì)接頭情況進(jìn)行檢查。為了能夠準(zhǔn)確及時(shí)的掌握鋼絲繩芯輸送帶的狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，消除安全隱患，我礦為大傾角皮帶機(jī)安裝了鋼絲繩芯膠帶無(wú)損檢測(cè)裝置。

三、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用原則

在前期的準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工作中，緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)本套裝置。遵循“五高”建設(shè)方針，即高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益，突出效益優(yōu)先。本套裝置技術(shù)先進(jìn)，可靠性高，具有故障自診斷功能，做到夠用、適用、好用、易擴(kuò)展。充分利用現(xiàn)有資源，在技術(shù)先進(jìn)的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用。系統(tǒng)符合《煤礦安全規(guī)程》（2016版）相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝的規(guī)定。

四、鋼絲繩芯膠帶無(wú)損檢測(cè)裝置的組成及功能

本套裝置的組成包括井下和井上兩部分組成。井下設(shè)備有：發(fā)射裝置、接收裝置、防爆計(jì)算機(jī);井上設(shè)備有：計(jì)算機(jī)及顯示器。井上下兩個(gè)部分通過(guò)礦以太環(huán)網(wǎng)進(jìn)行建立通訊系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程訪問(wèn)的方式進(jìn)行檢測(cè)操作。因設(shè)備安裝地點(diǎn)為-330皮帶硐室，需鋪設(shè)約5Km的光纖到達(dá)地面才能實(shí)現(xiàn)通訊。為了節(jié)省材料、經(jīng)費(fèi)和降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度我礦采取就地并入礦以太網(wǎng)的形勢(shì)進(jìn)行通訊，即將井下防爆計(jì)算機(jī)通過(guò)硐室內(nèi)原有的以太網(wǎng)接口并入礦環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)查看皮帶的運(yùn)行狀況，使用極為方便。

安裝時(shí)，放射源裝置置于皮帶下方，接收裝置置于皮帶上方，X光線透過(guò)皮帶被接收裝置接收后產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)并傳送給附近的防爆計(jì)算機(jī)。

本套裝置可識(shí)別0.8mm以上的鋼絲繩斷頭，隨機(jī)存儲(chǔ)以幀為單位的圖像，圖像可回看、放大、處理。依據(jù)X光圖像對(duì)輸送帶強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算、分析、評(píng)估，當(dāng)輸送帶強(qiáng)度值低于設(shè)置的安全值時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)報(bào)警。

本套在線監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守進(jìn)行檢查，監(jiān)測(cè)結(jié)束后能夠自動(dòng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并生成報(bào)告，減少的監(jiān)測(cè)人員的工作量，提高了日常檢查的工作效率。

五、無(wú)損檢測(cè)裝置的設(shè)備及軟件的特點(diǎn)

針對(duì)鋼絲繩芯輸送帶的使用條件及井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況，無(wú)損檢測(cè)裝置有以下幾個(gè)特點(diǎn)：滿足煤礦井下生產(chǎn)防爆要求;設(shè)備可拆分為四部分獨(dú)立箱體，硬件模塊化，便于安裝、調(diào)試、維修和管理;設(shè)備開、停機(jī)及監(jiān)控均可在地面工控機(jī)上進(jìn)行遠(yuǎn)程操作;設(shè)備可在輸送帶正常工作狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無(wú)需停機(jī)，不影響生產(chǎn);現(xiàn)場(chǎng)使用的系統(tǒng)設(shè)備均集成在一個(gè)組合箱體內(nèi)，便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化管理;機(jī)殼為鋼結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)煤礦井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

界面系統(tǒng)信息窗口可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)和帶速信息，一旦輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，地面管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施。操作日志窗口可顯示操作員進(jìn)行的各項(xiàng)操作，方便出現(xiàn)各種異常狀況時(shí)查找原因設(shè)備應(yīng)用X光照片成像，可完整呈現(xiàn)膠帶表面輪廓變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作及非工作狀態(tài)下膠帶內(nèi)部鋼絲繩芯的狀態(tài)，并且獨(dú)立區(qū)分各個(gè)接頭位置，能夠準(zhǔn)確找到斷頭、接頭及膠帶破損位置，省去維修膠帶時(shí)查找具體破損位置的時(shí)間，提高維修人員工作效率。

利用軟件算法實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶表面損傷情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)判斷和分析，對(duì)輸送帶表面脫膠、劃傷、撕裂等損傷分別作出識(shí)別判斷，給出不同報(bào)警處理，讓工作人員對(duì)膠帶損傷情況有直觀了解。

六、在線監(jiān)測(cè)裝置管理注意事項(xiàng)

由于井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，煤塊、矸石掉落或器械砸碰、環(huán)境潮濕、煤塵量大等因素，可能導(dǎo)致供電或通訊線路不通，光纖損壞，要求生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)必須有電鉗工當(dāng)班，及時(shí)處理突發(fā)故障。

檢測(cè)系統(tǒng)整條線路較長(zhǎng)，從上位光端機(jī)到下位光端機(jī)之間有多處接口，有可能因?yàn)楦鞣N情況出現(xiàn)松動(dòng)脫落，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)，要求地面必須有專業(yè)人員當(dāng)班及時(shí)處理問(wèn)題。

七、結(jié)束語(yǔ)

該裝置安裝和使用簡(jiǎn)便容易操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。對(duì)膠帶的監(jiān)測(cè)功能穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)信息全面，適合本礦井下作業(yè)環(huán)境，能夠在一定程度上提高維修管理人員的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]礦用鋼絲繩芯輸送帶無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)軟件說(shuō)明書

[2]《煤礦安全規(guī)程》（2016版）

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.1-2010

作者簡(jiǎn)介：王玉昌（1968.3.26），黑龍江鶴崗人。