0、前言
由于滚筒驱动
带式输送机构造简单、运输能力强、运距长、耗能少，现已成为井下主要运输设备，在现代化矿井中，从采区井底到矿井井口的整个煤炭运输任务几乎全部是由带式输送机来完成的。目前平顶山煤业集团井下在用滚筒驱动带式输送机约为900台，其中钢丝绳芯带式输送机34台，其他均为整编芯塑料织物带式输送机，带式输送机总运输距离达280 km，安装倾角向上运输最大达30。，向下运输最大达26°。
随着用量增加，倾角较大的带式输送机断带事故对矿井生产和安全的影响也越来越突出。一旦发生输送带断裂，输送带及其运载的物料就会在重力作用下加速下滑。下滑时输送带头甩动抽打的力量很大，破坏性很强，沿途打坏托辊、边管、机架和巷道内的电缆及电器设备，滑下去的输送带和物料大量堆积并淤塞在运输巷道的中间或底部，抢修时需要投入大量人力、物力，抢修难度大、需长时间停产。由于断带造成1个或几个采区甚至全矿停产几天的事故并不罕见，造成的经济损失巨大。更严重的是，若巷道内有人员活动，极有可能造成重大人员伤亡事故。
1、带式输送机断带原因分析及预防方法
1.1原因分析
(1)输送带被挤压卡死、托辊滚筒转动不灵活、输送带拖地或磨机架等非正常机械摩擦和装载过量都会导致输送带承受的牵引力增加甚至是大幅度急剧增加，一旦牵引力大于带体特别是带接头的实际抗拉强度时，就会造成断带事故。
(2)若用带式输送机运机电设备、支护材料和大煤块矸石等大体积、高硬度、尖锐的物体时，特别是这些物体从带式输送机转载到另一部带式输送机时，很有可能将输送带带体内或钢丝绳芯输送带的钢丝绳芯砸伤甚至砸断，坚硬物体卷入滚筒也有可能将带体或钢丝绳损伤，输送带带体或钢丝绳断裂后，输送带的抗拉强度降低，当抗拉强度低于输送带实际承受的牵引力时，也会造成断带事故。
(3)使用中的输送带承载表面的橡胶层难免会有破口，若使用时间较长或运料管理不好，输送带表面橡胶层会有很多破裂口。由于井下煤水腐蚀性很强，一带芯或钢丝绳和煤水接触，很快就会被腐蚀损坏，抗拉强度下降，甚至发生断带事故。
(4)输送带的接头处是最容易出现断裂的薄弱环节。质量较好的硫化接头其抗拉强度也不到正常带体的80%，机械接头抗拉强度仅为正常带体的6%左右。输送带接头，特别是钢丝绳芯输送带的硫化接头对接头材料、工艺、接头形式等要求非常严格，任何环节出现问题都会导致接头抗拉强度大帽度下降，现场中80%以上的断带都发生在接头处。
1.2预防方法
为了防止断带事故，可从两方面着手：
(1)从加强管理人手，选用高质量的设备、输送带和接头材料；加强现场管理，提高设备维护、检修质量，改善设备运行环境，确保设备完好运行；强化运料管理，坚决杜绝用带式输送机运机电设备、支护材料和大块矸石等物体；加强对输送带接头，特别是硫化接头的管理，确保接头质量可靠，运行中的输送带必须明确专人至少每天对输送带状况详细检查一遍。要进行输送带状况定期检测或安装在线检测装置；一旦发现接头异常，立即停车重新更换接头。
(2)在输送机机身装备断带抓捕器，以各应急之用，一旦断带发生，抓捕器马上动作，迅速抓住下滑的输送带，防止断带酿成重大事故。
2、断带抓捕器结构与工作原理
由于煤矿工作环境特殊，使用中的带式输送机断带情况难以杜绝，因此加装断带抓捕器非常必要。根据执行抓捕动作的结构来看工作原理有所不同，分为摩擦棘轮式、滚轮挤压式、楔块自锁夹紧式等结构。根据平煤集团各生产矿井的实际情况，经多次调研，首先在十二矿主斜井带式输送机选用了徐州远大科技发展有限公司生产的PDB型断带抓捕器进行工业性试验。
断带抓捕器其结构如图1所示输送机正常工作时，制动闸块8和输送带10保持图示间隙，偏心侧辊9随输送带的运行而同心转动，作正常托辊使用。一旦发生断带或逆止器失效，输送带下滑，偏心侧辊在输送带摩擦力的作用下偏心、逆转，带动输送带10上移。当偏心侧辊逆转到一定角度时，拨动铰链四杆机构中的连架杆3瞬时针转动，使连架杆2下移，制动梁通过螺钉6与连架杆4固联，即制动闸块8也下移，使制动闸块8和输送带10的间隙逐渐变小，最终迅速将下滑的输送带10制功。制动力的大小可通过调整制动力调整螺钉7获得。
3、断带抓捕器的现场试验与应用
平煤集团十二矿主斜井提升采用钢丝绳芯强力带式输送机，输送带宽度1000 mm，向上运输倾角170．运输长度1300 m，使用输送带为带强3150 Nl一的钢丝绳芯高强输送带。根据计算上输送带安装24台上断带抓捕器，下输送带安装4台下带抓捕器，在170．水平给煤机距井r]600 m中，布置了18台，每台间距40m，170水平给煤机以下为每台间距100m。
为了验证断带抓捕器的断带抓捕工作效果和工作可靠性，现场进行了一次空输送带无载荷模拟断带试验。
由于带式输送机安装有逆止器，无法使带式输送机反转，现场采用绞车上拉输送带然后下放的办法造成输送带反转。在输送机上方用输送带卡具卡住上带，并将JH - 20T回柱绞车钢丝绳端头固定在输送带卡具上，开动绞车将输送带向上提升4m左右，然后以慢速（约4m/min）下放输送带，观察断带抓捕器的动作情况。
现场观察到，输送带向下滑动的瞬间，断带抓捕器两侧偏心轮依靠输送带间的摩擦驱动逆转，敞开式可摆动机构迅速使制动梁回摆，并与偏心轮形成偏心轮闸块抓捕工作机构，从输送带下滑开始到抓捕后输送带静止，重段输送带在抓捕器上共下滑400 - 500 mm，其中沿线上方下滑大，沿线下方下滑小。经现场检查28套断带抓捕器中有22套完全正常动作，有6套一侧动作，另一侧未动作，可靠动作率约为90%。
经对试验方法、过程和结果进行分析，认为由于试验采用空输送带，慢速下放，输送带对断带抓捕器两侧偏心轮的摩擦带动力比实际情况要小得多，在此情况下有90%的断带抓捕器能迅速动作，证明装置是灵敏可靠的。从输送带下放到完全制动住下滑400。500 mm也基本正常，为进一步提高可靠性建议十二矿根据情况适当增加几组断带抓捕器。
4、结语
由于带式输送机在煤矿井下的应用日益广泛，安装倾角也越来越大，断带事故难以从根本上避免，潜在危害相当严重，已成为矿井重大安全隐患。目前情况下，完全杜绝输送带断带发生还不现实。PDB型断带抓捕器结构简单，便于维护，托辊运行寿命长，采用敞开式可摆动机构能够根本摆脱带式输送机货载及杂物的影响，适用于煤矿作业环境；利用偏心轮闸块工作机构实施瞬时抓捕，滑动距离小，抓捕性能好，对输送带冲击也较小，不会对输送带的强度构成影响；采用多点布置，可消除断带点随机变化对断带抓捕的困难，抓捕的可靠性较高。现场试验证明断带后抓捕效果良好，是防止倾斜向上运输带式输送机断带酿成重大事故的有效措施。
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