0、前言
带式输送机由于其运距长、运量大和连续输送等优点，现己在煤炭生产中普遍采用。但在使用过程中由于各种因素断带事故时有发生。平运胶带输送机断带后危害不十分大，但由于上运带式输送机，特别是作为主提升用的上运带式输送机，倾角大、胶带长、负荷大，一旦发生断带事故，就会产生很大的危害，断带保护装置的使用可以从很大程度上减少这种危害。
1、胶带断裂下滑的危害
(1)损伤托辊支架，造成托辊横飞；导致胶带机架变形，基础松动；
(2)下滑堆积后的胶带可能出现纵向撕裂，横向弯曲过度，胶面严重撕裂损伤等现象；
(3)下滑中失去控制的胶带及飞出的托辊会伤及胶带机道沿线行人及动力电缆、管路等铺设物，有导致摩擦起火、电气火灾及其他危害的可能；
(4)处理恢复胶带下滑后的胶带时的劳动强度大，影响生产时间长，经济损失严重。
仅以山东省七五矿1994年二次采区强力胶带接头处的断带事故为例，二次断带均发生在受力最大的变坡点处，断带后胶带飞速下滑距离达到400余米，胶带托辊支架、胶带机架及巷道内铺设物损失严重，造成300余万元的经济损失。
2、造成胶带断裂的原因
断带是指带式输送机在运行过程中，胶带突然断开。造成断带的原因主要有：
(1)接头质量不好。普通胶带常用硫化接头，其它有用金属接头的。由于接头质量不过关或所用材料性能不能满足要求，在一定外力作用与持续时间的作用下，胶带很容易在接头处断裂。
(2)胶带的生产质量不佳，或者受到超强外力作用，都会使得胶带在其薄弱处断裂。如煤或矸石的块度太大，输送机卡住，过负荷运行，都可能造成断带。
(3)其他原因造成的胶带断裂。如设计不合理，超过胶带额定抗拉强度使用，导致胶带断裂。
3、断带保护装置的应用现状分析
带式输送机一旦发生断带事故，其危害是很大的，尤其是上运胶带，其危害更是不可设想。针对断带保护，国内外的专家提出了一些很好的解决方法。综合起来主要有以下几个原理：
3.1抓捕原理
抓捕原理主要是采用在胶带上、下设置抓捕装置，并配上传感器、清煤装置等组成抓捕器，当胶带断带时，胶带上下侧的抓捕装置动作，把下滑的胶带紧紧抓住，防止下滑。它主要是利用下滑的胶带和抓捕装置产生的摩擦力（也叫抓捕力）来实现对下滑胶带的抓捕。现阶段主要有以下几种典型的抓捕式断带保护装置：
(1)采用楔形体原理的断带保护装置
它是依靠楔形体原理来工作的，在胶带输送机两侧各固定一个楔形装置，让胶带从中间通过。在楔形装置内放入一个圆柱形滚轮，位于胶带上表面和楔形装置的斜面之间。当胶带正常工作时，滚轮与斜面稍离开，并在胶带上滚动。当输送机发生断带事故时，胶带沿着托辊下滑，并带动滚轮与斜面接触，开始压住胶带，并越压越紧，使滑车顶面与胶带的摩擦力越来越大，当大于胶带下滑力时，就会阻止胶带下滑，因而起到断带防滑作用。楔形装置内的滑车是为了避免胶带压死后影响输送机再启动而设置的。
(2)利用反向逆止滚轮（或单向托辊）的断带保护装置
此种装置的原理如图2所示。在输送机两侧对称的安装该保护装置，胶带在正常工作时，滚轮1，2随胶带转动，相当于一对滚动轴承；但当皮带断裂后反向下滑，或者是输送机停机，胶带下滑时，由于逆止滚轮反向不能转动，将产生较大的摩擦力，胶带带动滚轮1与滚轮2形成夹持，夹持间隙随着滚轮的摆动逐渐减少，夹持力越来越大，直到胶带不再移动为止，同时触动报警开关发出报警信号并使电动机停转。
(3)楔形体和反向逆止滚轮（或单向托辊）结合运用的断带保护装置
楔形体和单向托辊结合运用的断带保护装置如图3所示。其中触发托辊为反向逆止托辊。
当斜井或倾斜巷道内的胶带输送机发生断裂下滑（或倒转飞车）时，位于裂口后方的胶带在载荷和自重作用下沿触发托辊导向滑槽下滑，同时带动触发爪的钩嘴开启，当触发托辊沿其导向滑槽位移150 - 200 mm时，触发爪的钩嘴完全放开，使摩擦轴释放落下，沿其导向滑槽向下滑动，到达下部位置时与上胶带产生摩擦，则摩擦轴继续沿其导向滑槽向最底端滑动，而上胶带的下面是硬质的金属底座，则摩擦轴与摩擦底座对下滑的胶带产生挤压，随着胶带的下滑，两者挤压的力越来越大，直至死死地夹住胶带为止，防止了胶带下滑（倒转或飞车），同时摩擦轴下滑至其导向滑槽下部时触动报警开关报警并迅速停机，避免胶带从机头导向滚筒处滑落。这种防护装置是切实可行的，安全可靠、灵敏准确、便于使用和维护。
以上几种利用抓捕原理的断带保护装置都对断带保护起到了一定的作用，但是仍存在一定的问题，首先，因为在正常工作时．两种装置的滚轮都与胶带直接接触，而且占据了输送带的一定空间，势必会影响运煤量，会产生挡煤；其次，发生断带时，滚轮对胶带夹持力越来越大，因为滚轮分布在胶带的两侧，势必造成胶带纵向受力不均匀，可能造成胶带纵向撕裂，形成不必要的损失。
3.2全线柔性摩擦制动原理
全线柔性摩擦制动原理，即当上运带式输送机断带，上胶带下滑时，托辊不转动（单向托辊），依靠胶带与托辊之间在断带全线上的滑动摩擦阻力实现制动；而对于下胶带的制动，则采用在下胶带下方安装阻尼板阻止制动的方法，由于下托辊间距较大，断带后，依靠胶带下垂与阻尼板发生接触产生的滑动摩擦力，阻止胶带下滑。
(1)上胶带防滑——单向托辊
单向托辊的功能在于当胶带上运时，托辊随之转动，上胶带与托辊间为滚动摩擦，而当胶带断带，上胶带下滑时，托辊不反转，上胶带底面与单向托辊之间由滚动摩擦变为滑动摩擦，摩擦系数大增，对上胶带产生摩擦制动阻力，起到阻止上运带式输送机逆转和断带下滑的作用。将一部分上运托辊更换为单向托辊（更换比例依具体输送机参数及工作情况而定），依靠这些单向托辊的反向逆止功能阻止断带后上运皮带的下滑。
单向托辊可以采用棘轮结构和滚柱逆止结构，也可以采用卡片式单向托辊，图4为一种己获得国家专利的卡片式单向托辊结构图。
以潞安矿务局王庄矿DX4000型上运钢丝绳芯带式输送机为例：倾角a=16°，胶带与托辊之间的滑动摩擦系数fmin=0.45。通过一定的计算，只要将64%的托辊换为单向托辊，即可阻止胶带断带下滑或输送机逆转。
(2)下胶带防滑——阻尼板摩擦制动
上运带式输送机胶带的正常运行方向与断带下滑方向相反，可以采用单向托辊使滚动摩擦变为滑动摩擦阻止胶带下滑；而下胶带则相反，其正常运行方向与断带后下滑方向相同，不能采用单向托辊方案。分析研究和现场观察表明，输送机正常运行时下胶带被拉紧，基本上成一条直线，胶带下垂量很小，而断带后，由于下胶带托辊间距较大，胶带下垂量较大，特别是钢丝绳芯胶带。可以采用在下胶带下方一定距离设置阻尼板的方法摩擦制动。
采用阻尼板的上运带式输送机，其下胶带状态示意如图5所示，图中虚线表示断带前下胶带的状态，曲线表示断带后下胶带的状态。阻尼板是下胶带防滑结构的核心部件，它可以是一般的钢板、型钢，也可以是粘贴有高摩擦系数材料（如橡胶等）的复合板。图中L为两托辊间的距离；L1为胶带与阻尼板的接触长度；L2为阻尼板的长度。断带时，输送机下胶带迅速松弛悬垂，并与阻尼板接触，从而产生摩擦阻力，消耗系统的动能，阻止胶带下滑，即对输送机胶带起阻尼制动作用，使之在短时间内停下来。
采用全线柔性摩擦制动原理的断带保护装置，由于不存在抓捕装置对胶带的夹持和抓捕，不会产生挡煤，也就不会影响运煤量。单向托辊沿线均匀分布，受力均匀，不会造成胶带的意外撕裂；下胶带采用阻尼板，有效防止下胶带的下滑。目前，这种断带保护装置在潞安矿务局、晋城矿务局、新汶矿务局、开滦矿务局等局矿推广应用，取得较好的效益。在西山矿务局马兰矿和潞安矿务局王庄矿应用，有效地阻止了两次断带下滑事故的发生，其断带保护和防滑的工作性能得到了可靠的验证。
4、结论
本文结合国内的应用现状，对常用的一些断带保护装置作了较为详细的描述，这些断带保护装置在实际的应用中起到了一定的作用，减少了许多不必要的损失。
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