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232江西煤炭科技2023年第3 期矿用带式输送机跑偏分析及纠偏装置改进王丽军（长春兴煤业有限公司，山西大同0 3 7 10 1）摘要：长春兴煤矿通过技术研究，决定对矿用带式输送机纠偏装置进行优化，安装了一套液控纠偏装置，并在6 0 3 回风顺槽DSJ-80型带式输送机中进行了应用，通过实际应用效果来看，该装置保护动作灵敏可靠、纠偏效果好，取得了显著应用成效。关键词：煤矿；带式输送机；纠偏装置；优化改进中图分类号：TD528+.1Abstract:Through technical research,Changchun Xing Coal Mine decided to optimize the deviation correction device of minebelt conveyor,installed a set of hydraulic control deviation correction device,and applied it in DSJ-80 belt conveyor with 603return air channel.According to the practical application effect,the protection action of this device is sensitive and reliable,andthe deviation correction effect is good,and remarkable application results have been achieved.Key words:coal mine;belt conveyor;deviation correction device;optimization and improvement带式输送机输送带稳定运转是保证采掘工作面安全高效运输的重要前提，但是在实际煤矿生产过程中，由于输送带接头交接不正、机架不正、滚筒黏料、托辊运转不灵活等很容易造成输送带出现跑偏现象1-3 。输送带一旦出现跑偏，不仅造成物料运输效率低，输送带磨损严重，甚至造成输送带断带、输送机电机烧毁事故。目前煤矿主要通过调心托辊来回摆动治理输送带跑偏，而调心托辊的摆动是通过人工来实现的，调偏托辊自动化水平低、故障率高,达不到预期的纠偏效果。本文以长春兴煤矿6 0 3 回风顺槽内DSJ-80型带式输送机为研究对象，针对带式输送机跑偏现象安装一套液控纠偏装置。1问题的提出长春兴煤业有限公司6 0 3 回风顺槽位于井田南盘区西翼，巷道设计长度为17 0 0 m，巷道从南盘区运输大巷开口沿煤层底板进行掘进施工。6 0 3回风顺为矩形断面,断面规格为宽高=4.5mX3.5m，巷道掘进的2 2#煤层，平均厚度为9.58 m，平均倾角为4。603回风顺巷道掘进期间安装一部DSJ-80带式输送机与南盘区带式输送机搭接联合出煤；DSJ-80带式输送机采用双电机驱动，电机功率为40kW。巷道在前期掘进过程中由于受带式输送机安文献标识码：ADeviation analysis and correction device improvement of belt conveyorused in mineWang Lijun(Changchun Xing Coal Industry Co.,LTD.Shanxi Datong 037101,China)装装置、输送机检修维护水平以及纠偏技术水平等限制，带式输送机频繁出现跑偏现象。通过统计分析发现，巷道掘进前期因带式输送机跑偏导致断带4起，电机烧毁一台，影响巷道掘进时长为17 h，经济损失达2 1.4万元，严重制约着6 0 3 回风顺槽安全快速掘进。对此，长春兴煤矿通过技术分析，决定对带式输送机原纠偏装置进行优化改进，安装一套液控纠偏装置。2带式输送机跑偏原因及危害2.1带带式输送机跑偏特性正常状态下带式输送机四向受力平衡，主要包括水平方向静摩擦力Fi（驱动力），两侧托辊对输送带斜向上的挤压力F2、F3，以及输送带重力G，静摩擦力方向与输送带中心线方向一致。当输送带受外力作用出现跑偏时，静摩擦力方向与输送带中心线出现偏角，导致输送带在中心线方向受力不均,输送带向受力大的一侧出现跑偏，如图1所示。2.2带式输送机跑偏原因(1)输送机安装质量差带式输送机主要利用各类滚筒、托辊对环形输送带施加静摩擦力驱使输送带运转，输送带正常运转时静摩擦力方向与输送带中心线平行，但是在实际井下采掘工作面中由于输送机安装质量不合格，导致机头滚筒与机尾滚筒轴线不平行，导致滚筒产生的静摩擦力方向不一致，造成输送带径向产生跑偏分力。文章编号：10 0 6-2 57 2（2 0 2 3)0 4-0 2 3 2-0 32023年第3 期运辑输送带F1方向F2F3-F2a输送机正常运转图1带式输送机正常运转与跑偏运转时受力(2)卸载点受力不均井下带式输送机相互搭接进行原煤运输，搭接高度在0.52.0 m范围内。当相邻两部带式输送机搭接高度大，且无缓冲装置时，上水平输送带卸载的煤流速度快、冲击作用力大，在落入下水平输送带瞬间对输送带产生冲击作用力，造成输送带两侧受力不均，出现跑偏，这类跑偏一般出现在机尾处。(3)防跑偏效果差：防跑偏装置是带式输送机重要保护装置之一，但是带式输送机原防跑偏装置故障率高、纠偏效果差，达不到预期防跑偏效果。2.3带式输送机跑偏危害带式输送机一旦出现跑偏后不仅制约着采掘工作面安全高效运输，而且影响输送机使用寿命，增加输送机事故率，主要危害表现在以下几方面：(1)巷道撒煤量大：带式输送机出现跑偏时很容易造成物料洒落现象，造成巷道内大量撒煤，人工清煤劳动作业强度大，降低了带式输送机运输效率4。(2)断带事故：目前阻燃输送带内部主要由多组钢芯组成，正常状态下输送带钢芯受力平衡，当出现跑偏时每根钢芯受力不均，导致钢芯出现破断现象，造成输送带断带。(3)撕带事故：对于掘进巷道带式输送机主要采用机械对接法，当带式输送机出现跑偏后在输送带接口处产生径向拉伸力，很容易造成输送带出现撕带事故。(4)输送机负荷加大：带式输送机出现跑偏后输送带与滚筒、托辊之间摩擦力加大，在物料运输时输送机电机负荷加大，很容易出现电机烧毁事故5。3原纠偏装置及存在的问题原纠偏装置主要存在的问题1）自动化水平低：原纠偏托辊结构简单、自动化水平低，安装后需人工调整实现对输送带进行纠偏，劳动作业强度大。2)故障率高、安装数量多：原纠偏托辊每隔50m安装一组，6 0 3 回风顺槽内带式输送机共计需安装了3 5组纠偏托辊，安装数量多、成本费用江西煤炭科技高；而且立式纠偏托辊安装后在跑偏输送带长期磨损下，托辊架变形及托辊表层橡胶磨损严重，立运辑输送带F1方向XGF3233式托辊磨损后无法修复二次利用。3)纠偏效果差：原纠偏托辊安装在皮带架上，安装高度在0.3 0.5m范围内，当带式输送机出X现跑偏且与纠偏托辊完全接触后方可起到纠偏效F2GF3F2a输送机跑偏运转F3果，但对于输送带小范围跑偏无法起到纠偏效果，且原纠偏托辊只能控制输送带跑偏范围不继续扩大，无法对输送带产生复位力，纠偏效果差。4液控纠偏装置结构组成及工作原理4.1装装置结构及功能(1)优化后的液控纠偏装置主要由工业电视、PLC控制器、纠偏托辊、方形底座、支架、控制阀组、补油储存装置、输送带跑偏检测驱动装置、液压开关、联接管路、声光报警器、双出轴油缸等部分组成，如图2 所示。托机补油储存装置工业电视支架PLC控制器方形底座控制阀组双出轴油缸a液控纠偏装置纵向剖面示意图补油储存装置输送带跑偏检测驱动装置、托辊控制阀组支架方形底座图2 带式输送机液控纠偏装置结构(2)工业电视安装在盘区或地面控制内，通过信号电缆与PLC控制器连接，主要用于对井下带式输送机现场运行情况进行可视化监控；PLC控制主要用于装置信号接收、分析处理以及指令发送，具有报警、停机、反馈带式输送机跑偏量、复位等功能,与液控开关连接。(3)液控纠偏装置利用双组卡缆将方形底座固定在方形座架上，方形座架采用工字钢焊制而成，安装一组下托辊管体，座架两端各焊制一个底座固定孔，通过卡缆进行固定，结构如图3 所示；603回风顺内带式输送机总共安装8 套液控纠偏装置，在距机头50 m处安装一套，距机尾3 0 m安装一套，输送机中部每隔2 0 0 m安装一套。（4)输送带跑偏检测驱动装置主要由输送带跑偏检测盘、驱动油泵、机械缓冲机构组成，输送带跑偏检测盘一端卡在驱动油泵轴头上，驱动油泵安装在机械缓冲机构上。输送带跑偏检测驱动装置联接管路液压开关报警装置液压开关双出轴油缸带式输送机中间架声光报警装置a液控纠偏装置横向剖面示意图234补油储存装置支架双出轴油缸卡缆带式输送机中间架方形底座方形座架图3 带式输送机液控纠偏装置安装(5)液控开关安装在驱动油泵与联接管路的连接处，输送带跑偏后接触输送带跑偏检测盘，带动驱动油泵转动，输出压力油后迫使液控开关开启。液控开关与声光报警器通过电源线串联，液控开关开启后，给声光报警器接通电源，声光报警器开始工作。(6)双出轴油缸由缸筒、活塞杆、密封件等部分组成，活塞杆与油缸内部腔体连接，油缸内部分为A、B腔体,当液压油进人A腔时,活塞杆向一侧推进；当液压油进入B腔时，活塞杆向相反方向推进。4.2纠偏装置工作原理(1)当带式输送机输送带向H架一侧发生跑偏时，输送带边缘与输送带跑偏检测驱动装置接触，输送带跑偏检测驱动装置随之转动，从而启动液控开关并打开声光报警器，警示现场出现带式输送机跑偏现象。(2)输送带跑偏检测驱动装置启动后，从补油储存装置吸人液压油，进人高压双出轴油缸A油腔内并推动活塞向右运动，从而带动纠偏托辊沿输送带横向向跑偏相反方向运动，纠偏托辊在运动过程中对输送带产生横向复位力，实现纠偏动作。(3)液控开关打开后向控制室主控系统发送跑偏信号，工业电视通过专业组态软件以模拟三维动画直观显示带式输送机跑偏画面，显示画面主要包括跑偏位置、跑偏量、输送机编号及巷道名称等。（4)当带式输送机纠偏复位后与输送带跑偏检测驱动装置分离，停止转动，液控开关关闭，并向主控室发送复位信号，同时在油缸内部控制阀组作用下，将双出轴油缸锁定，确保纠偏托辊位于平衡状态，不会产生纠偏力。4.3装置优缺点(1)优点优化后的液控纠偏装置具有报警、停机、复位提示等功能，而且采用工业电视可直观查看带式输送机的输送带跑偏及复位情况。液控纠偏装置利用输送带跑偏带动输送带江西煤炭科技输送带跑偏检测驱动装置、跑偏检测驱动装置工作，实现纠偏动作，装置运行上托辊控制阀组下托辊管体八2023年第3 期过程中无需人工干预，劳动作业强度小；同时装置液压开关主要采用金属构件组成，且体积小，集成式安装，声光报警装置能适用于高温、多尘、潮湿等各种恶劣环境。装置内补油储存装置可有效防止液压系统进入空气，工作可靠性高，能保证系统稳定工作。重梁油缸内部控制阀组具有锁定功能，有效防止输送带二次跑偏。液控纠偏装置在安装时根据输送带跑偏量适当对跑偏检测驱动装置安装位置进行调整，实用性强，而且装置中配套安装了机械缓冲机构以减轻输送带对设备本身的磨损。(2)缺点通过现场实际应用效果来看液控纠偏装置还存在一些不足，需进一步优化改进，主要表现在以下两方面：带式输送机在运输煤时产生的粉尘浓度大，对液压油缸影响大，需定期对油缸密封件进行更换。液控纠偏装置相比原纠偏托辊纠偏效果高、安装数量少，但是生产成本费用高，装置故障后维修费用高。5结语长春兴煤矿于2 0 2 1年9 月对6 0 3 回风顺槽内DSJ-80型带式输送机纠偏装置进行优化改进，截至2 0 2 1年12 月，通过3 个多月实际应用效果来看，带式输送机安装液控纠偏装置后有效控制了输送带跑偏现象，6 0 3 回风顺槽在后期回采过程中未发生一起因输送带跑偏造成断带、电机烧毁等事故，全年预计可节约带式输送机维修成本达20余万元，取得了显著应用成效。参考文献：1姚华龙.带式输送机自动纠偏装置的设计J.太原：机械管理开发，2 0 2 2(10）：3 4-3 5.2余浩.偏载工况下带式输送机输送带跑偏及纠偏研究.杭州：机电工程,2 0 2 2（7）：996-10 0 3.3杨滨.矿用带式输送机跑偏机理及纠偏装置设计应用J.太原：机械工程与自动化，2 0 2 2（2）：2 0 3-2 0 4.4 魏利.带式输送机跑偏原因分析及纠偏措施J.北京：矿业装备，2 0 2 2（2）：2 2 2-2 2 3.5云艳.矿用带式输送机跑偏机理及纠偏系统设计J.郑州：能源与环保，2 0 2 1(1)：2 6 4-2 6 8.作者简介：王丽军（198 2 一），男，2 0 0 5毕业于中山大学自动化专业，注册安全工程师，现就职于山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司，从事煤矿安全生产管理工作。收稿日期：2 0 2 2-10-2 3编辑：许敦昂