关于钢丝绳芯带式输送机纵撕保护的探讨.pdf

l 1 0 童 堪晨 针枝 2 0 1 6 年 第 5 期 关于钢 丝绳芯带式输送机纵撕保护的探讨 范胜祥 山西中煤东坡煤业有限公司东坡煤矿，山西 朔州 0 3 6 0 1 2 摘要 钢 丝绳芯胶 带输送机被 广泛应用 于煤矿 生产 当中，但胶带纵撕事故频繁发 生。给煤矿 带来了较 大的经 济损 失及重 大的安全隐患。本文通过对纵撕发生的原因分析及现有的保护方式的讨论 ， 提 出一种新型的保护原理，希望对解决此类问 题 有所 帮助。 关键词纵撕保 护 激光轮 廓线 图像 传感 中图分类号T D 5 2 8 ． 1 文献标识码B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 6 ． 0 5 ．0 4 8 Di s c us s i on o n l o ng i t u di na l t e a r pr o t e c t i o n o f s t e e l wi r e r o pe c o r e b e l t c o nv e y o r Fa n S h e n g xi a n g S h a n x i D o n g p o c o a l c o a l l i mi t e d D o n g p o c o a l mi n e ， S h a n x i S h u o z h o u 0 3 6 0 1 2 Ab s t r a c t T h e wi r e r o p e c o n v e y o r i s wi d e l y u s e d i n t h e p r o d u c t i o n o f c o a l ， b u t t h e f r e q u e n t o c c u r r e n c e o f b e l t l o n g i t u d i n a l t e a r a c c i d e n t h a s b r o u g h t g r e a t e c o n o mi c l o s s e s a n d s i g n i fi c a n t s e c u r i t y r i s k s t o t h e c o a l mi n e ． I n t h i s p a p e r , t h r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e c a u s e s o f l o n g i t u d i n a l t e a r i n g a n d the e x i s t i n g p r o t e c t i o n me t h o d s ，a n e w t y p e o f p r o t e c t i o n p r i n c i p l e wa s p u t f o r wa r d ， a n d h o p e t o h e l p t o s o l v e t h i s k i n d o f p r o b l e m． Ke y wo r d s l o n g i t u d i n a l t e a r p r o t e c t i o n l a s e r c o n t o u r l i n e i ma g e s e n s o r 钢丝绳芯带式输送机由于其装机功率大 、运距 长 、日常维护量小、胶带使用寿命长等优点 ，被广 泛应用于煤矿生产当中，也是高产高效化矿井首选 的原煤运输设备。但钢丝绳芯胶带的纵向撕裂一直 是困扰该类输送机安全运行的老大难问题。以东坡 煤矿为例，现井下的主运输系统均为钢丝绳芯强力 胶带，胶带机的运行速度为 4 m／ s ， 一旦发生胶带纵 向撕裂事故，瞬间将会造成上百米至几百米皮带的 损坏 ，而严重者 ，将会导致整条皮带的全部撕毁 ， 造成长时问停产 ，给矿井带来重大的经济损失及安 全 隐患 1 纵撕发生的主要原因分析及危害 综合钢丝绳芯胶带发生撕裂事故的经验教训 ， ● 发现胶带撕裂多发生在带式输送机转载点及机头、 机尾处。其主要原因多是由于锚杆 、金属物及大块 矸石等坚硬尖锐物体卡阻或戳人胶带所致。 2 现有的纵撕保护分析 目前国内带式运输系统纵撕检测通常采用的是 收稿 日期2 0 1 6 0 2 0 3 作者简 介范胜祥 1 9 7 4 ． ，男，安徽利 辛人 ，2 0 0 9年毕 业于 辽 宁工程技术 大学机械 工程及 自动化 专业， 中级职 称 ，现 主要从 事机电技术管理工作。 纵撕传感器 漏煤开关或压力传感器 或皮带内预 埋线圈等检测技术。纵撕传感器需安装在上部胶带 的下方，当胶带发生撕裂后，胶带上的物料从裂 口 处落到纵撕传感器的上部 传感器的接料盘中 ， 纵撕传感器通过压力或其他感应方式，检测到胶带 已撕裂，便发出报警或停车信号。但由于胶带撕裂 后由于 自身张力作用 ，使裂口闭合、重叠，物料无 法撒落；或胶带上如果没有运送物料的情况下 ，纵 撕传感器便无法在第一时间检测到撕裂信号 ，存在 准确度低 、可靠性差等缺点，现场应用效果极差。 而胶带内线圈预埋等技术又存在造价高 、技术复杂 等缺点，在煤矿现场中极少被采用。 3 主动式纵撕保护原理的提 出 研制一套胶带撕裂预警保护系统 ，同时具备煤 流状况检测预警及撕裂后保护动作的功能 ，以彻底 解决胶带撕裂这一技术难题。该技术可采用激光二 维 C C D图像传感技术，对胶带煤流运输进行实时 在线式监测 ，快速准确地检} 贝 4 出煤流系统中的危险 物品，及时进行预警 ；利用激光轮廓线技术 ，结合 机器视觉技术 、计算机技术 、数字图像处理等技术， 根据照射在胶带表面上激光轮廓线的像素点变化， 快速、准确判断出胶带撕裂事故 ，并在第一时间预 2 0 1 6 年第 5 期 童 堪茬 斜技 警 、停机。该系统将具有 自动化、精确化、非接触 、 反应快等特点 ，该种保护原理主要存在几下几关键 技术及难点 1 研制具备能够完全适用于煤矿井下现场 环境 的胶带撕裂检测的新型激光二维 C C D图像传 感器。 2 该套系统必须低功耗和高稳定性。 3 研究用于消除图像传感器镜头浮尘的 自 动清理装置，防止粉尘对激光二维图像传感器镜头 的污染 。 4研制开发快速分辨运输物料中的煤炭、 矸石 、金属物体及其外形体积大小的胶带撕裂物体 识别数学模型及专用软件技术。 5 将撕裂地点、 曲线 裂缝宽度 、 深度 、 长度 等信息进行快速传输及预警的专用软件及技术。 4 实际应用及存在的不足 该系统的激光轮廓线纵撕保护装置已由山西戴 德测控技术有限公司研制完成 ，其实验样机已在东 坡煤矿进行了现场试用，其主要技术参数如下 可容检测胶带速度 0 ～ 1 0 m ／ s ； 可容检测胶带宽度 无限制； 算法延时≤0 ． 2 m s ； 通讯方式以太网或光钎； 通讯距离 1 0 k m； 防护等级 I P 5 7 ； 单 帧视野 4 0 03 0 0 mm； 帧分辨率 1 0 2 4 7 6 8 ； 停止距离0 ． 5 - 5 m 可根据需求自定义 ； 经东坡煤矿现场试验 ，该设备运行平稳，激光 轮廓线对胶带表 面的损伤特别是纵 向开裂判断准 确 ，响应快速；并且能够对胶带撕裂的长、宽预警 值进行任意设定 ，从而避免了由于胶带表面原有的 伤痕引起设备的频繁报警。 但该系统现最大的不足主要为监测激光轮廓线 的图像传感器镜头防尘问题。由于井下现场条件的 恶劣，现场的粉尘及胶带脱落的煤泥极易污染镜头， 影响对激光轮廓线的取样拍摄效果，导致该装置在 镜头被粉尘等污染后，引起装置的误报警。 5 结 论 钢丝绳芯强力输送带作为煤矿 的重要运输设 备，在煤矿生产中起着至关重要的作用 ，如何保证 输送带的安全、稳定 、高效运行 ，防止纵撕事故的 发生 ，是煤 矿长期 以来 十分重 视的一个 问题。而主 动式胶带纵撕保护方式将为胶带机的纵撕保护带来 一 屡新的发展思路 ，能够比较全面的解决胶带纵撕 给煤矿带来的重大经济损失及安全隐患。 上接第 1 0 2页 变频器便会改变电流的交换次数 ，减少额定功率的 输 出 1 。例如在正常状态下 ，输送机的额定功率为 8 k W，承重质量 4 0 0 k g 。但在空负载运行条件下， 输送机运行额定功率仍为 8 k W，为减少机电设备功 率损耗 ，变频器便通过改变交变电流的频率，使得 现有频率变为 2 0 0 H z ，机电设备的额定运行功率变 为 6 k W。这种变频调控技术在当今煤矿输送设备 中极为常用，并已取得了较好的使用效果。 3 _ 3 变频 调速控 制 阶段 变频调速控制阶段主要是控制电机转子的运行 速率，假设电机转子一直处于高速运行状态，必定 会增加热损，影响设备的使用寿命。而变频调速技 术首先改变电机的供电电压 ，将电压降至最小。例 如原有机电设备电压为 3 8 0 V，电机使用电压范围 在 3 3 0 ～ 3 8 0 V，这样变频控制器便会将电机的使用 电压降至最小值 3 3 0 V， 减少电机转子的运行速率。 这种调控技术 主要适用于降低 电机转子 的运行速 率，减少其热损。 4结语 通过对变频调速技术在煤矿输送机中的应用分 析，对煤矿输送机中的调速装置有了更为深刻的认 知。这种变频调速技术不但能够减少设备的热损， 而且还能降低传送带与滚筒之间的摩擦 ，减少摩擦 力产生的无用功 ，这种节能优化方式在煤矿中得到 了广泛的应用，提高了企业经济效益，更好地带动 了产业经济发展 。 【 参考文献 】 [ 1 ] 夏志华 ． 变频调速技术在煤矿输送机中的应用 [ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 1 3 ， 4 3 1 7 3 4 3 5 ． [ 2] 张成刚 ． 交流变频调速技术在刮板输送机驱动 系 统上 的应 用 [ J ] ． 煤矿现代化 ， 2 0 1 3 ， 5 2 2 7 1 3 - 1 4 ． [ 3] 张宇 ． 变频调速技术在矿用胶带输送机上的应用 [ J ] ． 科技视 界 ， 2 0 1 4 ， 7 5 3 4 6 - 4 7 ． [ 4] 王冰 ． 变频调速技术在煤矿带式输送机上的应用[ J ] ． 中国机械 ， 2 0 1 4 ， 6 5 3 8 1 9 - 2 0 ． [ 5] 武志峰 ． 变频调速技术在煤矿运输机中的应用分 析 [ J ] ． 山 东煤炭科技 ， 2 0 1 4 ， 1 0 5 5 3 1 - 3 2 ．