（神东煤炭集团开拓准备中心陕西省榆林市719315）
摘要：通过对神东煤炭集团2003年以来主运系统发生的撕带故障统计分析，结合胶带输送机运行管理经验，总结分析了撕带故障原因，并提出了预防撕带故障的应对策略。对保证胶带输送机安全、平稳、可靠运行，保障大型现代化高产高效煤矿安全生产具有重要意义。
关键词：煤矿；胶带输送机；撕带故障；应对策略
神东煤炭集团是国家能源集团的核心煤炭生产企业，现有大型现代化安全高效矿井16个，2000万吨以上矿井3个，年总产能超过2亿吨。目前，各矿井的原煤运输大多采用胶带输送机运输，矿井在用胶带输送机运输总长度超过７00公里。其中主运胶带输送机一旦出现故障，将影响整个煤炭生产系统的正常运行。神东煤炭集团2003年以来主运系统共发生撕故障44起（不完全统计）。由于铁器进入系统、大块矸石掉落、接头硫化质量不合格或老化分别造成撕带故障19起、8起、7起，分别占撕带总故障次数的43%、18%、16%。由于滚筒筒皮开裂或轴断、带面老化、胶带机保护未动作、托辊掉落、采样机安装不规范分别造成撕带事故3起、3起、2起、1起、1起。
1煤矿胶带输送机撕带故障产生原因分析
1.1铁器、大块煤和矸石划伤造成撕带故障
煤矿各生产系统中存在大量铁器物件，如综采工作面设备紧固件、刮板等，连掘工作面使用的钻杆、锚杆、钢带、托辊等，主运系统的档煤板、导料槽等，煤仓防砸板和耐磨板等，若检修维护和管理不善，铁器物件易进入皮带运输系统。同时煤矿采煤过程中，普遍存在着煤块大小不一、煤块形状不规则的情况，特别是遇到断层、夹矸、漏顶、片帮等会产生大块片状、条状的矸石或原煤进入皮带。铁器、大块煤和矸石物件因其尖锐锋利，非常容易对胶带机的皮带造成划伤，假如得不到及时的处理，进入胶带输送机后易在落料点、除铁器、漏煤斗等处卡划皮带造成撕带故障，对正常运输造成严重影响。
1.2皮带接头质量不合格或老化
主运胶带输送机带面大多选用钢丝绳芯强力胶带，带面的接头工艺主要采取电加热板加热硫化。胶带硫化接头的施工环境不像胶带生产厂家在生产车间条件那样好，现场硫化接头作业地点在井下，多是空气混浊、风速大、潮湿、作业空间狭小的环境。硫化工艺复杂、中间环节多，且大多是外委施工作业，稍有不慎，任何一个环节出现问题都有可能造成硫化接头质量下降，如果不能及时发现，运输机运行过程中就存在撕带的隐患。且井下胶带硫化接头由于受各种因素影响达不到原带面质量，相对易发生老化和磨损。
1.3胶带磨损老化
胶带输送机是以胶带作为牵引机构和承载机构的连续运输机构.它通过滚筒对胶带的摩擦力带动胶带运动,从而实现输送功能，因此运行时带面会受到正常磨损。同时胶带输送机运行时还会受到物料下落冲击磨损、托辊锈蚀磨损、胶带跑偏磨损等非正常磨损，造成带面穿孔、钢丝绳外漏、带边磨损，从而大大降低胶带的使用寿命，埋下撕带事故障隐患。
1.4滚筒轴断或筒皮开裂
滚筒是整个带式输送机的“发动机”，牵引着整个输送机的运转。由于受到交变的弯曲应力与扭转力以及冲击载荷的作用，键槽部分承受磕碰或相对滑动，因而使得滚筒轴易发生内部裂纹等致命性缺陷，引发断轴故障的发生。滚筒筒皮因使用维护不到位磨损和疲劳其强度会下降，重载启动或过载运行易出现开裂现象。滚筒的质量和使用寿命严重影响着输送机的正常运行。滚筒在运转过程中发生筒皮开裂、断轴故障，还会伴生造成胶带撕裂故障，从而造成更大的经济损失。
1.5其他原因
胶带输送机岗位操作技能不足、保护装置安装不规范或动作不可靠、导料槽通过能力不足、落煤点不正或过高、皮带带面巡视管理不到位、皮带机巷道顶板冒落、巷道变形造成胶带机机架位移、胶带质量不好、坏托辊更换不及时等都易造成撕带事故。
2煤矿胶带输送机撕带故障的应对措施
2.1加强铁器、大块煤和矸石管理
统计中铁器、大块煤和矸石卡划造成撕带事故27起，占撕带故障总起数的61%，因此加强铁器、大块煤和矸石的管理，从生产源头上杜绝其进入运输系统成为预防撕带故障的重中之重。必须坚持做到以下九点：
（1）综采工作面回风顺槽和运输顺槽的500米范围内、连采工作面给料破碎机至工作面范围内不得有铁件遗留。
（2）综、连采在工作面检修作业完后，必须安排专人清理现场铁器、杂物，开机前现场不得遗留任何铁器、杂物。
（3）综连采工作面、胶带机运输系统在进行电气焊作业完后，必须将现场产生的铁制物和其它杂物清理干净。
（4）综连采工作面设备紧固件、易损件、焊接部件、档煤板等每班要进行检查，防止因松动、磨损、撞击等原因导致脱落混入煤中。
（5）连采工作面所用的钻杆、锚杆、钢带等要进行集中管理，并存放在不会掉落进入皮带的地点。
（6）所有导料槽、档煤板的钢板必须进行统一编号管理，并加装防护链，防止钢板开焊掉落进入系统。
（7）定期检查所属煤仓防砸板和耐磨板的完好情况，发现问题及时采取措施进行处理，防止钢板进入系统造成事故。
（8）规范除铁器应用。矿井主运输系统每部胶带机和综、连采顺槽胶带机至少要安设一台除铁器。主运胶带机和综采工作面顺槽胶带机安设除铁器的磁场强度不小于1500GS；连采工作面胶带机安设除铁器的磁场强度不小于1200GS，安装高度必须符合设计要求。除铁器做到与胶带机同时启、停，停机后要及时清理除铁器上吸附的杂物。
（9）加强大块煤和矸石管控。综连采必须控制割煤速度，抓好均衡生产，尽可能的降低综采工作面破碎机破碎滚筒的高度，控制大块煤和矸石进入主运输系统。遇到过断层、夹矸、漏顶、严重片帮等采掘情况，必须制定专项安全生产技术措施，保障破碎机破碎粒度合适，并增设顺槽机尾大块看护工，发现大块上系统是及时停机处理，杜绝大块进入主运皮带。
2.2加强胶带接头质量管理和日常巡查维护管理
一部胶带输送机硫化接头少则3至5个，多则几十个，硫化接头的质量直接关系到日后的运行稳定可靠性。胶带接头巡查维护点多线长，也给维护带来困难。
硫化接头质量管理方面应坚持做到：（1）选择专业硫化队伍施工；（2）制定科学的施工技术措施，施工前做好全员培训，让每个施工人员都熟悉施工作业流程、相关技术要求、工序质量控制要点。（3）尽可能采购胶带生产厂家的胶料，避免因胶料材质和胶带材质成分不同而达不到设计强度。（4）新安装胶带硫化前必须在井下现场做硫化样头送专业机构检测合格后方可继续施工。（5）二次处理胶带接头时，已经进行硫化过的钢丝绳严禁第二次硫化，必须截断重新剥头，防止硫化过的钢丝绳第二次硫化时与胶料粘接不牢固。（6）硫化接头统一编号建账管理。
硫化接头日常巡查维护管理应坚持做到：（1）建立硫化接头管理台账，至少每周对所有硫化接头巡查一次并做好记录。（2）发现问题及时处理。硫化接头会因种种原因造成起包、翘起、漏钢丝绳，必须及时修复。(3)硫化接头定期探伤。使用硫化头探伤仪定期探伤皮带接头，对于异常接头及时重新硫化。做好探伤记录，并根据记录分析每个皮带接头发展趋势，便于及时采取相应的防范措施。
2.3加强带面管理
（1）选用质量可靠厂家的胶带；
（2）选用具有防撕裂功能胶带；
（3）选用低阻托辊，最大限度降低胶带的正常磨损；
（4）选择合适的张力，减小胶带磨损；
（5）清扫器安装规范，和带面接触部分要有弹性；
（6）加强带面巡查维护，发现异常及时维修。
2.4加强滚筒使用维护管理
滚筒是胶带输送机的重要部件，因每部胶带机滚筒均不同，一般每部胶带机均储备有对应的备用滚筒。滚筒维护方面重点做好备用滚筒的保管和维护，保证备用滚筒完好；坚持轴和筒皮的定期探伤，及时掌握滚筒状况；加强滚筒轴承润滑管理，防止润滑不到位损坏轴承和轴；加强筒皮包胶管理，包胶磨损超限或鼓包脱落要及时重新包胶。
2.5加强人机环管的综合防治
（1）胶带运输机操作、维护、保养上，当前主要以人工为主。现代化矿井对操作和维修人员的专业水平提出了更高要求，要重点提升操作维护人员的专业性，才能够避免人为操作维修故障。
（1）加强胶带输送机岗位操作岗位责任制落实、完善和规范胶带机保护监测装置，实现人防和机防有机统一。
（2）严格胶带输送机安装标准，“H”架要与中心线垂直，“前后要顺，左右要平”，空载时不能连续三架托辊不接触带面。托辊上表面应位于同一平面上或者在一个公共半径的弧面上，其相邻三组托辊上表面的高低差不得超过2mm。托辊中心线对胶带机机架中心线的对称度为3mm。
（3）规范导料槽、落煤点辅助设施设计安装。导料槽制作必须规范，焊接牢固可靠，过煤高度保证1米以上，保证溜煤嘴的下口导料顺畅。导料槽或煤仓耐磨板的连接应采用分布不规则的沉头螺栓连接与塞焊相结合的方式，以保证钢板连接的牢固性。落煤点距离带面高度大于1米时，要设置接煤台缓冲，以减少煤流对胶带机带面的冲击。
（4）加强主运巷道巡查和管理，特别是联巷口、机头硐室、顶板不稳定区域顶板和有冲击低压巷道底板巡查管理，防止皮带机巷顶板冒落或底板变形造成撕带事故。
（5）加强重点部位监管，对卸载点、落料点、机头、机尾、驱动部等重点部位要重点管理。在各滚筒应加装防护网、卸载点后方和机尾处加装清煤器，以防止煤、矸或其它物品卷进滚筒。在落料点处安装缓冲床，防止尖锐物料砸伤带面。
2.6推广新技术应用，提高撕带故障预防能力
科技创新是一个企业进步的灵魂，是企业的核心竞争力的体现。煤矿生产单位应根据实际情况，加强新技术应用，大胆创新、科学管控，重点抓好以下三方面工作。
（1）推广胶带机带面实时在线监测装置使用。如输送带钢丝绳探伤在线监测装置、输送带纵向撕裂在线监测装置、输送带横向撕裂在线监测装置，做到及时发现和处理带面隐患，防止撕带故障发生。
（2）设置胶带机压力监测预报预警系统。输送带发生纵向撕带时输送带表面压力会突然增大,并持续一定时间,直至输送带发生纵向撕带,根据这一压力特征，建立输送带压力监测系统,能够超前有效监测纵向撕带,并及时发出停机指令,进而保护输送带的安全性。[3]
（3）加强摄像头监测图像的图像识别开发应用。目前神东矿井胶带机的转载点、落料点、机头、机尾的关键部位均安设有高清摄像头，加强监测视频的图像识别开发利用，开发基于图像识别的带式输送机监护系统对皮带堆煤和撕裂进行检测，将充分发挥出监测数据的价值，可实现带面实时监测。
在大型现代化高产高效煤矿中，推广胶带机带面实时在线智能监测系统应用是煤矿预防撕带故障的发展趋势,同时加强煤炭质量源头管理，加强胶带机操作维修人员技能培训提升和岗位责任制落实，实现人防和机器预防的有机结合，将能有效杜绝撕带故障造成的巨大损失,给煤矿高产高效安全生产提供有力保障。
参考文献：
［1］曹虎奇．煤矿带式输送机撕带断带研究分析［J］．煤炭科学技术，2017(s2):130－134．
［2］于合宁．矿井主运输胶带机撕断带原因分析及预防措施［J］．科技创新与应用，2016(26):140－141．
［3］游春霞．新型输送带纵向撕带监测系统的设计［J］．煤炭科学技术，2010年8期
作者简介：吴永年（1984—），男，陕西省镇安县人，2007年毕业于陕西理工学院电子信息工程专业，助理工程师，现供职于神东煤炭集团开拓准备中心，从事机电管理工作。