20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)與發(fā)展，運(yùn)量大、效率高的帶式機(jī)運(yùn)輸方式的得到了廣泛應(yīng)用，皮帶機(jī)已成為我國(guó)煤礦井下煤流運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ撸C(jī)的安全監(jiān)控技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)也已成為煤礦生產(chǎn)安全與自動(dòng)化技術(shù)的重要內(nèi)容。 

 

1. 皮帶機(jī)的有關(guān)安全規(guī)定 

采用滾筒驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)輸時(shí)應(yīng)遵守的規(guī)定 

(1) 必須使用阻燃輸送帶。

(2) 巷道內(nèi)應(yīng)有充足照明。 

(3) 必須裝設(shè)驅(qū)動(dòng)滾筒防滑保護(hù)、堆煤保護(hù)和防跑偏裝置。 

(4) 應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)、煙霧保護(hù)和自動(dòng)灑水裝置。 

(5) 在主要運(yùn)輸巷道內(nèi)安設(shè)的皮帶機(jī)還必須裝設(shè)： 

①輸送帶張緊力下降保護(hù)裝置和防撕裂裝置； 

②機(jī)頭和機(jī)尾防止人員與驅(qū)動(dòng)滾筒和導(dǎo)向滾筒相接觸的防護(hù)欄。 

(6) 傾斜井巷中使用的皮帶機(jī)，上運(yùn)時(shí)，必須同時(shí)裝設(shè) 

防逆轉(zhuǎn)裝置和制動(dòng)裝置；下運(yùn)時(shí)，必須裝設(shè)制動(dòng)裝置。 

(7) 液力偶合器嚴(yán)禁使用可燃性傳動(dòng)介質(zhì)(調(diào)速型液力偶合器不受此限)。 

(8) 皮帶機(jī)巷道中行人跨越皮帶機(jī)處應(yīng)設(shè)過(guò)橋。 

(9 ) 應(yīng)加設(shè)軟啟動(dòng)裝置，下運(yùn)皮帶機(jī)應(yīng)加設(shè)軟制動(dòng) 

裝置。 

 2 對(duì)皮帶機(jī)安全防護(hù)裝置的規(guī)定 

根據(jù)井下機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及電氣設(shè)備所處的不同位置，為保證人身和設(shè)備的安全必須設(shè)立良好的防護(hù)裝置。 

下面主要是針對(duì)電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部分、裸露部分，及有人橫越皮帶機(jī)的地點(diǎn)和機(jī)房硐室等作的規(guī)定。 

(1) 在一切容易碰到的裸露電氣設(shè)備和設(shè)備外露的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，以及可能危及人身安全的部位或場(chǎng)所，都應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄。 

(2) 經(jīng)常有人橫越皮帶機(jī)的地點(diǎn)，應(yīng)設(shè)有過(guò)橋，過(guò)橋應(yīng)有扶手、欄桿。 

(3) 機(jī)房硐室應(yīng)備有必要的消防器材。硐室內(nèi)必須配備不少于0.2 m3的砂箱及黃砂和2個(gè)以上合格的滅火器。 

(4) 主要巷道內(nèi)的皮帶機(jī)的機(jī)頭前后兩端各20 m范圍內(nèi)，都必須用不燃性材料支護(hù)。

(5)使用皮帶機(jī)液力偶合器的巷道應(yīng)備有滅火器材，其數(shù)量、規(guī)格和存放地點(diǎn)，應(yīng)在礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃中確定。 

(6) 嚴(yán)禁用皮帶機(jī)運(yùn)送爆破材料。 

 3 對(duì)皮帶機(jī)制動(dòng)裝置的規(guī)定 

皮帶機(jī)在正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下，根據(jù)不同的停車要求，都必須采取必要的制動(dòng)，而在制動(dòng)過(guò)程中又要求皮帶機(jī)制動(dòng)裝置必須靈活可靠，各部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、閘瓦及接觸面積等應(yīng)符合下列規(guī)定。 

(1) 制動(dòng)裝置各傳動(dòng)桿件靈活可靠，各銷軸不松曠，不缺油。閘輪表面無(wú)油跡，液壓系統(tǒng)不漏油。 

(2) 松閘狀態(tài)下，閘瓦間隙不大于2 mm；制動(dòng)時(shí)閘瓦與閘輪緊密接觸，有效接觸面積不得小于60％。 

(3)鋼絲繩牽引皮帶機(jī)制動(dòng)裝置的閘帶(閘瓦襯帶)無(wú)斷裂，磨損剩余厚度不小于3 mm。閘輪表面溝痕深度不大于1．5 mm，溝寬總計(jì)不超過(guò)閘輪有效寬度的10％。 

 

 4 皮帶機(jī)的安全保護(hù)裝置 

1）輸送帶的跑偏及保護(hù)裝置 

輸送帶在運(yùn)行中跑偏，是皮帶機(jī)的普遍問(wèn)題。輸送帶跑偏的主要危害是：造成帶式邊緣的早期撕裂損壞、沿線撒煤不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因過(guò)度摩擦引起火災(zāi)。 

造成跑偏的原因有：托輥與輸送帶中線不垂直；滾筒與輸送帶中線不垂直，輸送帶接頭受力不均；裝料偏向一側(cè)(偏載)；滾筒的局部粘煤粉；輸送帶本身的制造質(zhì)量不良，如芯體鋼絲繩受力不均等。輸送帶任何位置都可能發(fā)生跑偏。 

保護(hù)的方法有： 

（1）將滾筒制成適當(dāng)?shù)墓男危?nbsp;

（2）將槽形托輥的兩側(cè)輥略向前偏2~3角度； （3）在固定式輸送機(jī)上配備調(diào)心托輥； 

（4）對(duì)便拆裝式和繩架吊掛式輸送機(jī)則采用斜置托輥； 

（5）提高安裝質(zhì)量，按規(guī)定要求使機(jī)身成一直線，托輥和滾筒與輸送機(jī)縱軸線垂直，輸送帶接頭勻整等。 

為防止因帶式跑偏可能產(chǎn)生的事故，在輸送機(jī)沿線還必須裝設(shè)跑偏防護(hù)監(jiān)控裝置，當(dāng)產(chǎn)生持續(xù)跑偏時(shí)，能自動(dòng)停機(jī)。目前，皮帶機(jī)大多采用行程開關(guān)式防跑偏保護(hù)裝置。它由防偏傳感器和控制箱組成。當(dāng)輸送帶跑偏時(shí)，輸送帶將立輥推向外側(cè)，使傳感器的動(dòng)觸頭和固定觸頭接觸，通過(guò)控制箱控制皮帶機(jī)斷電停機(jī)。一般利用帶柄的滾式行程開關(guān)對(duì)輸送帶的跑偏進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 

2）驅(qū)動(dòng)滾筒打滑與監(jiān)控保護(hù)裝置 

打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。摩擦牽引力降低的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。 

滾筒打滑如持續(xù)得不到糾正，能招致輸送帶著火的重大事故。輸送帶著火不僅會(huì)給礦井生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還嚴(yán)重危及井下工人的生命安全。因此，防止帶式機(jī)打滑和輸送帶著火一直受到高度重視。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，井下皮帶機(jī)使用的輸送帶必須是阻燃型輸送帶，皮帶機(jī)托輥的非金屬材料零部件和包膠滾筒的膠料，其阻燃性和抗靜電性也必須符合有關(guān)規(guī)定的要求。但是，驅(qū)動(dòng)滾筒持續(xù)打滑也要產(chǎn)生有害煙霧煙污染空氣，危害井下工人的身體健康與生命安全。為了防止皮帶機(jī)滾筒打滑以及因其它摩擦因素引起的安全事故，井下使用的皮帶機(jī)必須具備以下安全監(jiān)控保護(hù)裝置： 

（1）驅(qū)動(dòng)滾筒防滑保護(hù)、溫度保護(hù)監(jiān)控裝置； （2）卸載端的堆煤保護(hù)監(jiān)控裝置； （3）輸送機(jī)的防跑偏監(jiān)控保護(hù)裝置； 

（4）輸送機(jī)運(yùn)輸巷道的煙霧保護(hù)和自動(dòng)灑水裝置； 

（5）在主要運(yùn)輸巷道安設(shè)的皮帶機(jī)必須裝設(shè)：輸送帶張緊力下降保護(hù)裝置。 打滑與監(jiān)控保護(hù)裝置有： 

①管式打滑保護(hù)裝置。管式打滑保護(hù)裝置一般將傳感器的磁鐵安裝在導(dǎo)向滾筒的側(cè)面，用螺栓固定。傳感器安裝在導(dǎo)向滾筒的鄰近處，如輸送帶在運(yùn)行中發(fā)生斷帶、打滑時(shí)，導(dǎo)向滾筒的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，通過(guò)傳感器反映的導(dǎo)向滾筒轉(zhuǎn)速降至設(shè)定值時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)，讓皮帶機(jī)停止運(yùn)行。 

②滾輪式斷帶、打滑保護(hù)裝置。該裝置由滾輪傳感器和控制箱組成。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在輸送帶的帶動(dòng)下，滾輪保持一定的速度，保護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生斷帶打滑時(shí)，輸送帶運(yùn)行速度減慢或停止，當(dāng)滾輪速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)，讓皮帶機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 

3）堆煤保護(hù)裝置 

堆煤保護(hù)裝置，又叫煤位保護(hù)裝置。它是一種用來(lái)檢測(cè)煤倉(cāng)是否裝滿或轉(zhuǎn)載點(diǎn)是否堆積堵塞的裝置。當(dāng)發(fā)生堆煤時(shí)，堆煤保護(hù)裝置控制皮帶機(jī)停機(jī)。堆煤保護(hù)裝置主要有碳極式和偏擺式兩種 

(1) 碳極式堆煤保護(hù)裝置由堆煤傳感器和控制箱構(gòu)成。堆煤傳感器(一條電纜或特制的煤位探頭)置于煤倉(cāng)或轉(zhuǎn)載點(diǎn)某一高度處作為固定觸頭，以煤作為動(dòng)觸頭，當(dāng)煤堆到一定高度與堆煤傳感器相接觸時(shí)，控制箱便控制皮帶機(jī)斷電停機(jī)。 

(2) 偏擺式堆煤保護(hù)裝置由偏擺傳感器和控制箱構(gòu)成。偏擺傳感器安裝在煤包上口或兩部皮帶機(jī)的搭接處。偏擺傳感器內(nèi)有一鋼球和延時(shí)開關(guān)，懸掛的傳感器處于垂直狀態(tài)時(shí)，鋼球壓在延時(shí)開關(guān)上。當(dāng)煤位上升使傳感器傾斜超過(guò)動(dòng)作角度時(shí)，鋼球滾開，開關(guān)延時(shí)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，控制箱便控制皮帶機(jī)斷電停機(jī)；當(dāng)煤位下降后，傳感器恢復(fù)垂直狀態(tài)，鋼球又壓住延時(shí)開關(guān)，使其瞬時(shí)復(fù)位。 

4）鋼絲繩芯皮帶機(jī)的斷帶與縱向撕裂保護(hù)裝置 

長(zhǎng)距離的輸送機(jī)，其輸送帶每100m就有一個(gè)接頭，2000m長(zhǎng)的運(yùn)輸機(jī)其輸送帶至少有40個(gè)接頭，因帶式的接頭質(zhì)量不高、牽引運(yùn)行中的動(dòng)載荷作用及其它使用因素，會(huì)引發(fā)斷帶事故，為此，需要采取一下安全技術(shù)措施：① 加強(qiáng)接頭質(zhì)量的工藝管理，嚴(yán)格操作規(guī)程；② 使用接頭質(zhì)量無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)，確保牽引運(yùn)行中的接頭強(qiáng)度；③ 在運(yùn)輸機(jī)上裝設(shè)斷帶保護(hù)監(jiān)控裝置，減小因斷帶可能產(chǎn)生的事故危害。 

鋼繩芯輸送帶，因其芯體兩鋼繩之間的橫向強(qiáng)度較弱，在運(yùn)行中，如被尖刃物卡住，而繼續(xù)運(yùn)行，會(huì)造成輸送帶的縱向割裂。輸送帶的縱向撕裂，不僅會(huì)造成設(shè)備損失，而且會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)。解決辦法是，在裝料點(diǎn)裝設(shè)縱向撕裂監(jiān)控保護(hù)裝置。 

防撕裂保護(hù)裝置由防撕裂傳感器和控制箱構(gòu)成。防撕裂傳感器通常安裝在給煤機(jī)前方或裝載點(diǎn)幾米處的上層輸送帶下方。煤礦中常用DJS_BA一1型輸送帶縱向撕裂保護(hù)裝置。防撕裂保護(hù)裝置的作用是當(dāng)皮帶機(jī)發(fā)生膠帶縱向撕裂事故時(shí)，及時(shí)控制皮帶機(jī)停機(jī)，防止撕裂事故擴(kuò)大。 

當(dāng)發(fā)生縱向撕裂的輸送帶經(jīng)過(guò)縱向撕裂傳感器上方時(shí)，輸送帶上面的煤沿縱向撕裂的縫隙撒落在傳感器上，導(dǎo)電橡膠板被壓變形，貼靠在電極印制板上，將常開的觸點(diǎn)閉合，通過(guò)控制箱控制輸送機(jī)停機(jī)。這種防撕裂保護(hù)裝置的缺點(diǎn)是，當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂而輸送帶上無(wú)煤時(shí)，就不能起到防止輸送帶撕裂事故擴(kuò)大的作用。 

另一種防撕裂保護(hù)裝置由一個(gè)繞線吊掛托輥和限位開關(guān)組成，安裝在裝載點(diǎn)的托架內(nèi)，當(dāng)輸送帶被利器刺透撕開時(shí)，輸送帶托輥通過(guò)插入輸送帶的利器而改變位置，從而帶動(dòng)限位開關(guān)使輸送機(jī)停機(jī)。 

但是，現(xiàn)有的監(jiān)控保護(hù)裝置，只有在尖刃物穿透一定深度才能輸送機(jī)停機(jī)，因此，還需要開發(fā)更加完善的縱向撕裂保護(hù)裝置。 

5）煙溫報(bào)警滅火系統(tǒng)裝置 

煙溫報(bào)警滅火系統(tǒng)裝置能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井皮帶機(jī)系統(tǒng)溫度和煙霧的變化情況。當(dāng)皮帶機(jī)周圍溫度和煙塵濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，裝置中的報(bào)警器會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)斷電停機(jī)，灑水滅火。 

煙溫報(bào)警滅火系統(tǒng)裝置主要由控制箱、傳感器、聲光報(bào)警器和噴水裝置組成。一般煙霧保護(hù)的傳感器為光敏和氣敏元件，它的安裝位置一般在機(jī)頭卸載滾筒下風(fēng)口的5 m范圍內(nèi)的巷道內(nèi)。 

溫度保護(hù)通常采用熱電偶元件或熱敏電阻作為監(jiān)視溫度的傳感器，運(yùn)動(dòng)部件(如傳動(dòng)滾筒)利用鐵磁材料的磁導(dǎo)率與溫度的變化關(guān)系，用磁感應(yīng)脈沖發(fā)送器作為傳感器，一旦溫度過(guò)高，保護(hù)裝置動(dòng)作，輸送機(jī)便停止運(yùn)行。 

6）傾斜運(yùn)輸中的安全保護(hù)裝置 

傾斜井巷中使用的皮帶機(jī)，在滿載運(yùn)輸時(shí)，因物料自重分力產(chǎn)生的向下推力較大，易造成上運(yùn)“逆轉(zhuǎn)”和下運(yùn)“飛車”等事故。上運(yùn)“逆轉(zhuǎn)”就是向上的皮帶機(jī)，在滿載上運(yùn)的過(guò)程中，若斷電時(shí)，不能有效制動(dòng)，將產(chǎn)生反向逆轉(zhuǎn)的事故。下運(yùn)“飛車”就是向下運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)，在等速運(yùn)行時(shí)是利用電機(jī)的發(fā)電機(jī)方式控制速度，斷電時(shí)，輸送機(jī)失去電動(dòng)機(jī)的電磁平衡力矩，若沒有有效的減速制動(dòng)方式，將造成輸送機(jī)高速“飛車”的嚴(yán)重事故；為此需要在傾斜運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)上裝設(shè)有效的保護(hù)裝置： 

對(duì)上運(yùn)皮帶機(jī)，必須裝設(shè)防逆轉(zhuǎn)裝置和制動(dòng)裝置；對(duì)下運(yùn)皮帶機(jī)，必須裝設(shè)可靠的降速制動(dòng)保護(hù)裝置。目前在下運(yùn)皮帶機(jī)上使用的安全降速制動(dòng)保護(hù)方式，有一下幾種： 

（1）采用繞線式電動(dòng)機(jī)動(dòng)力制動(dòng)，這種方式只能在沒有防爆要求的條件下使用； （2）采用液力制動(dòng)裝置降速，低速下用機(jī)械制動(dòng)閘停車； （3）采用液壓制動(dòng)裝置制動(dòng)； 

（4）增加盤式制動(dòng)器制動(dòng)副的散熱能力，使溫度不超過(guò)規(guī)定值。 

7）飛帶保護(hù)裝置 

飛帶保護(hù)裝置用在傾斜下運(yùn)的皮帶機(jī)上。它的作用是在下運(yùn)皮帶機(jī)失控或在制動(dòng)后輸送帶與滾筒打滑的情況下，及時(shí)捕捉輸送帶，防止產(chǎn)生飛帶事故。液壓式飛帶捕捉器由液壓系統(tǒng)、滾筒和橡膠輪構(gòu)成。 

這種飛帶捕捉器是用油壓來(lái)控制的，當(dāng)帶速超過(guò)額定值時(shí)；控制系統(tǒng)打開油路閥，橡膠輪帶動(dòng)液壓泵將油通過(guò)管路排到液壓缸內(nèi)，推動(dòng)液壓缸內(nèi)活塞使缸體向下運(yùn)動(dòng)，缸體與滾筒相連，從而推動(dòng)滾筒向下運(yùn)動(dòng)。橡膠輪固定不動(dòng)，輸送帶被壓在滾筒與橡膠輪中間。因此，增大了輸送帶的運(yùn)行阻力，降低了輸送帶的運(yùn)行速度，起到了防止輸送帶運(yùn)行超速和飛帶事故發(fā)生的作用。當(dāng)輸送帶速度降至額定速度時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉油路閥，在彈簧的作用下，滾筒抬起來(lái)，輸送帶由受壓變形狀態(tài)恢復(fù)成自由直線狀態(tài)。 

8）沿線保護(hù)裝置 

沿線保護(hù)裝置的作用是在皮帶機(jī)的任何部位都可以人為地停止輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)控制皮帶機(jī)事故的發(fā)生和擴(kuò)展。 

① 按鈕式沿線保護(hù)裝置，即每隔40～50 m安裝一個(gè)緊急停機(jī)按鈕，并接入皮帶機(jī)控制系統(tǒng)。通常安裝在帶式輸送巷道碹幫上。 

② 拉線式沿線保護(hù)裝置，又稱沿線急停開關(guān)。它用鐵絲或細(xì)鋼絲繩控制一個(gè)小的行程開關(guān)，把行程開關(guān)接人皮帶機(jī)控制系統(tǒng)。這種保護(hù)裝置通常安裝在皮帶機(jī)機(jī)架靠人行道的一側(cè)。 

9）綜合保護(hù)與集中控制裝置 

隨著煤炭生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)先后研制出多種皮帶機(jī)綜合保護(hù)與集中控制裝置。它由各種傳感器和集中控制臺(tái)構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)低速、超速、斷帶、縱向撕裂、堆煤、跑偏、急停、煙霧、溫度等保護(hù)，并可進(jìn)行灑水降溫。它具有電動(dòng)機(jī)功率、膠帶運(yùn)行速度、緊急停車開關(guān)動(dòng)作位置、跑偏開關(guān)動(dòng)作位置、主電動(dòng)機(jī)溫度等數(shù)字顯示功能以及各種設(shè)備工作狀態(tài)及故障狀態(tài)的顯示，可配合CST等軟啟動(dòng)系統(tǒng)工作，同時(shí)能對(duì)主電動(dòng)機(jī)、給煤機(jī)和閘電動(dòng)機(jī)等設(shè)備實(shí)施控制和保護(hù)。 

KPTB_1型皮帶機(jī)綜合保護(hù)監(jiān)控儀是語(yǔ)言型的綜合保護(hù)裝置。它具有集中控制和單機(jī)控制兩種操作方式。集中控制時(shí)具有連鎖保護(hù)功能，即某1臺(tái)停機(jī)時(shí)，向其供煤的皮帶機(jī)連鎖停機(jī)，具有逆煤流延時(shí)順序啟動(dòng)開車功能。裝置在手動(dòng)控制方式下，配接開停傳感器可實(shí)現(xiàn)順煤流延時(shí)順序啟動(dòng)開車。無(wú)論在集控方式或手動(dòng)方式下，該裝置均有啟動(dòng)開車延時(shí)功能、語(yǔ)言預(yù)警功能、故障停車保護(hù)功能、故障顯示功能、故障語(yǔ)言報(bào)警功能、故障自鎖及解鎖功能、全線系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)位顯示功能、全線聯(lián)系及對(duì)講功能。 

PZBJ一Ⅱ型皮帶機(jī)綜合保護(hù)監(jiān)控儀能對(duì)由斷鏈引起的刮板傾斜進(jìn)行保護(hù)。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和高等院校在礦用皮帶機(jī)的安全保護(hù)與安全監(jiān)控技術(shù)方面做了大量工作，研制出了許多適合煤礦井下應(yīng)用、技術(shù)先進(jìn)的輸送機(jī)安全監(jiān)護(hù)裝置，如：“KJ9礦用經(jīng)濟(jì)型皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)”、“DJB-II型皮帶機(jī)集控保護(hù)裝置”、“KJD一2型礦用微機(jī)皮帶機(jī)監(jiān)控裝置”、“KJ2002型皮帶機(jī)微機(jī)防爆電控成套裝置”等。促進(jìn)了礦用皮帶機(jī)安全保護(hù)技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，為礦井的安全生產(chǎn)與自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。