礦用帶式輸送機(jī)智能保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳 偉

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四臺(tái)礦， 山西 大同 037003）

引言

礦井的煤流運(yùn)輸系統(tǒng)主要是依靠帶式輸送機(jī)，其具有運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)輸煤量大的特點(diǎn)，在實(shí)際工作過(guò)程中，由于煤中夾雜的矸石等，在輸送機(jī)的轉(zhuǎn)載處出現(xiàn)損傷，導(dǎo)致輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作[1]。因此，針對(duì)帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些故障，在輸送機(jī)的運(yùn)輸系統(tǒng)中加裝智能保護(hù)裝置，以提高帶式輸送機(jī)的開(kāi)機(jī)率。

1 智能保護(hù)裝置的性能特點(diǎn)

智能保護(hù)裝置的工作原理基本相同，都是由邏輯電路、運(yùn)算放大器、集成電路以及單片機(jī)組成，將控制信號(hào)以及傳感器信號(hào)輸入到控制箱中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和判斷，做出控制各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行指令，從而確保帶式輸送機(jī)的安全。

智能保護(hù)裝置一般具有如下性能特點(diǎn)[2]：

1）對(duì)帶式輸送機(jī)的工作狀態(tài)以及故障類(lèi)型等有明確的指示；

2）前車(chē)具有開(kāi)車(chē)預(yù)警、語(yǔ)言預(yù)警以及事故報(bào)警等功能；

3）智能保護(hù)裝置可以單機(jī)使用，也可以多機(jī)使用，在多臺(tái)帶式輸送機(jī)集成的運(yùn)輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)通訊；

4）在多臺(tái)帶式輸送機(jī)集控時(shí)，每臺(tái)輸送機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示位置，采用雙音頻傳輸技術(shù)，運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)直觀易觀察；

5）各類(lèi)保護(hù)傳感器同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的多種保護(hù)，以及故障類(lèi)型指示和報(bào)警。

2 智能保護(hù)裝置控制系統(tǒng)

帶式輸送機(jī)的智能保護(hù)裝置的控制系統(tǒng)是由主機(jī)和各類(lèi)保護(hù)傳感器組成。可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，通過(guò)一個(gè)控制單元控制一臺(tái)帶式輸送機(jī)，根據(jù)輸送機(jī)的工況和故障類(lèi)型決定保護(hù)傳感器的種類(lèi)和數(shù)量。也可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)控制，通過(guò)多個(gè)控制單元控制多臺(tái)帶式輸送機(jī)，采用集控信號(hào)電纜進(jìn)行連接，共同組成運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的關(guān)聯(lián)互動(dòng)[3]。其控制系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

圖1 帶式輸送機(jī)智能保護(hù)裝置控制系統(tǒng)組成示意圖

主控單元作為智能保護(hù)裝置控制系統(tǒng)的核心，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集和處理工作，在顯示單元中安裝液晶顯示模塊，在聲光報(bào)警模塊中安裝蜂鳴器和指示燈，當(dāng)指示燈為綠色時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行正常；當(dāng)指示燈為紅色時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行異常，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。

控制系統(tǒng)中速度檢測(cè)主要是依靠光電式速度傳感器，對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行的皮帶速度和滾筒線速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)皮帶的比差檢測(cè)。溫度檢測(cè)主要是采用紅外線溫度傳感器，利用被檢測(cè)物體表面產(chǎn)生的紅外熱輻射，對(duì)滾筒的運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)。跑偏檢測(cè)是在輸送機(jī)皮帶正常運(yùn)行條件下，皮帶跑偏裝置與立棍接觸時(shí)，立棍會(huì)在皮帶的轉(zhuǎn)動(dòng)下出現(xiàn)一定的偏移，裝置會(huì)接收信號(hào)并開(kāi)始動(dòng)作，視情況對(duì)跑偏的輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)整和停機(jī)[4]。

3 智能保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

3.1 尾清煤保護(hù)裝置

為了降低輸送機(jī)尾部出現(xiàn)的堆煤現(xiàn)象，在尾部安裝清煤保護(hù)裝置，示意圖如圖2 所示，在安裝時(shí)，與皮帶之間有一定的角度，當(dāng)皮帶下部有物料時(shí)，便于及時(shí)進(jìn)行清掃。裝置的底部在彈簧加壓裝置的作用下，與皮帶實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，確保物料得到及時(shí)清掃。為了防止大塊煤矸石翻越清掃器，對(duì)滾筒造成傷害，加裝加高防護(hù)裝置，在滾筒和保護(hù)裝置中間，有防護(hù)隔斷，防止出現(xiàn)人員傷亡。

圖2 尾清煤保護(hù)裝置示意圖

3.2 防滑保護(hù)裝置

防滑保護(hù)裝置一般安裝在機(jī)頭處下膠帶上方或上膠帶下方，是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪來(lái)控制輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。在運(yùn)輸過(guò)程中，煤塊在撞擊過(guò)程中會(huì)對(duì)帶式輸送機(jī)造成損壞，使帶式輸送機(jī)的滾輪出現(xiàn)顫動(dòng)或跳動(dòng)，出現(xiàn)誤動(dòng)作，使速度傳輸信號(hào)失真。為了降低這種現(xiàn)象，采用壓板式的固定支架，通過(guò)彈簧的彈力產(chǎn)生壓力，在帶式輸送機(jī)出現(xiàn)顫動(dòng)時(shí)，確保滾輪緊貼帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，避免誤動(dòng)作，確保信號(hào)傳輸?shù)恼鎸?shí)性，保證帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，為運(yùn)輸系統(tǒng)提供保障，防滑保護(hù)裝置的示意圖如圖3 所示。

圖3 防滑保護(hù)裝置示意圖

3.3 縱撕保護(hù)裝置

縱撕保護(hù)裝置一般安裝在機(jī)頭、機(jī)尾或是轉(zhuǎn)載區(qū)域，也可以安裝在帶式輸送機(jī)的底部，當(dāng)安裝在輸送機(jī)的底部時(shí)，飛濺的煤矸石等會(huì)砸落在縱撕保護(hù)裝置上，造成保護(hù)誤動(dòng)作，出現(xiàn)保護(hù)裝置接近開(kāi)關(guān)的磁鐵丟失。為了避免這種現(xiàn)象，在保護(hù)裝置的磁鐵部位安裝一套自制套筒，同時(shí)在套筒內(nèi)設(shè)置一個(gè)掛鉤，通過(guò)套筒來(lái)保護(hù)接近開(kāi)關(guān)的磁鐵，防止縱撕保護(hù)誤動(dòng)作。在縱撕保護(hù)后，接近開(kāi)關(guān)會(huì)與鋼絲繩上的小磁塊一起懸掛在掛鉤上，便于快速恢復(fù)保護(hù)。

4 效果分析

在沒(méi)有進(jìn)行智能保護(hù)裝置設(shè)計(jì)前，帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中，每周會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作2～3 次，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行檢修也會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。在維修期間，運(yùn)輸系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的按時(shí)進(jìn)行，從誤動(dòng)作到恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)至少需要30 min，增大了運(yùn)營(yíng)成本。在設(shè)計(jì)智能保護(hù)裝置后，帶式輸送機(jī)的誤動(dòng)作大大降低，避免了因誤動(dòng)作而造成的停機(jī)現(xiàn)象，降低了成本，提高了效益。

5 結(jié)論

1）帶式輸送機(jī)智能保護(hù)裝置可以在輸送機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警，并顯示故障類(lèi)型，及時(shí)切斷控制電路，使電機(jī)停止工作。

2）設(shè)計(jì)尾清煤、防滑、縱撕保護(hù)裝置，帶式輸送機(jī)的誤動(dòng)作大大降低，避免了因誤動(dòng)作而造成的停機(jī)現(xiàn)象，降低了成本，提高了效益。