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带式输送机全封闭式联锁卸煤装置设计及应用

作者:四川天屿翔机械设备有限公司 浏览: 发表时间:2024-01-06 11:12:58

带式输送机具有运距长、可连续运输、适用范围广等优点。由于矿井运输系统复杂,而目前的带式输送机多为直线式,无法进行大角度转弯,所以在井下运输系统中多采用数部带式输送机搭接完成过弯运输。但是在实际的生产过程中,由于搭接处卸料装备存在设计缺陷,下段皮带在卸料点经常出现受力过大或受料不均等问题,导致下段皮带磨损、撒料或跑偏事故的发生,不仅影响运输效率,而且容易发生撕裂、断带或烧毁电机等重大机械事故,给矿井造成重大经济损失。为了解决这些问题,以DTL 带式输送机为基础,研究全封闭式联锁卸煤系统,并应用于生产中。

 

1     工程概况

 

正村煤矿11040运输巷位于井田一水平11 采区,设计长度1 400 m,主要承担11040工作面的煤炭输送。11040运输巷安装1部型号为DTL 的带式输送机,皮带运输能力2 200 t/h,额定功率420 kW,皮带运行速度4.2 m/s,皮带宽度1.2 m;该输送机与采区上山输送带采用垂直搭接方式进行煤炭联合运输。

 

由于11040运输巷输送机安装和采区卸煤系统存在设计缺陷,经常出现受料不匀、受料体积过大或受料速度过快等问题,导致下段输送机出现皮带磨损、跑偏甚至撕裂等情况。据统计,11040运输巷带式输送机开始运行3个月,因卸煤系统缺陷问题发生了2 起皮带撕裂事故,撕裂长度500 m ,并导致1 起驱动电机烧毁事故的发生,造成经济损失70 多万元。为了解决这些问题,在分析11040 运输巷带式输送机卸煤系统缺陷的基础上,设计了全封闭式联锁卸煤装置。

 

2     原卸煤系统缺陷分析

 

2.1   原卸煤系统运行原理

 

11040运输巷原卸煤系统包括粉尘传感器、洒水喷雾和挡煤板等,上段带式输送机将物料运出后由卸载滚筒直接抛出,在经过下段卸煤装置挡煤板阻挡减速后,卸入下段带式输送机皮带内,进行下阶段运输。下段输送机卸料过程中需要人工打开洒水降尘喷雾装置,对卸煤点进行洒水降尘。

 

2.2   原卸煤系统缺陷

 

1)原卸煤装置未进行全封闭,卸煤过程中卸煤点粉尘浓度较高。在输送机开启状态下对11040 运输巷卸煤点粉尘浓度进行检测后发现,其粉尘浓度高达680 mg/m3,能见度下降,作业环境恶化,不但增加设备发生操作失误的几率,同时也影响作业人员的身体健康。

 

2)原卸煤装置的洒水喷雾装置需要人工操作,在皮带运行的过程中始终开启,这就导致皮带在空载、轻载状态下或粉尘浓度较低时无法及时关闭,产生大量积水。这样不但增加原煤水分,降低发热量,同时过多的水和煤泥会影响皮带的正常运转,造成皮带打滑和跑偏。

 

3)上段输送机输送物料至卸载点后,物料由卸载滚筒抛出,经过挡煤板撞击后直接流入下段皮带,由于11040运输巷带式输送机的运行速度高达 4.2 m/s,两段皮带的搭接高差超过1.5 m,物料到达挡煤板时的速度达到5.8 m/s,对挡煤板的冲击较大且物料经过1次撞击后进入下段皮带时的速度仍超过5 m/s,对下段皮带造成高速碰撞,容易导致下段皮带跑偏和磨损;运输过程中难以避免的大块矸石和杂物容易卡在卸煤点处,导致皮带撕裂。

 

3     全封闭式联锁卸煤装置工作原理

 

3.1   联锁卸煤装置结构

 

全封闭式联锁卸煤装置由封闭外壳、粉尘监测装置、洒水降尘喷雾、烟雾装置、多级受料平台、物料分选装置、可旋转垂直下料口、检修平台以及PLC 控制台和防爆联锁开关等组成,其中物料分选装置基于激光检测原理设计,可旋转垂直下料口,并与下段皮带的中心线保持重合。联锁卸煤装置如图1 所示。


 

3.2   全封闭式联锁卸煤装置运行原理

 

1)采用多级受料平台设计。上段输送机通过卸载滚筒将物料送出后,连续受到1# 受料平台和2# 受料平台的2次撞击反弹,大大降低物料速度;偏心式可旋转下料口能够保证物料准确落至下段皮带的中心位置。

 

2)对粉尘浓度进行检测时设置动作值K,当监测点的粉尘浓度超过200 mg/m3 时,启动监测装置的保护动作,同时发送信号至PLC 控制台,PLC对信号进行处理并向联锁开关发出指令,洒水喷雾的联锁开关随即开启,进行洒水降尘。当监测点的粉尘浓度<80 mg/m3  时,粉尘监测装置向 PLC 发出信号,PLC 控制台对信号进行处理后向联锁开关发送关闭指令,联锁开关关闭洒水喷雾,实现了自动控制。

 

3)当上段带式输送机启动后,PLC控制台随即启动物料分选装置,并打开激光电源;在物料细小的情况下可以正常通过分选装置,激光信号连续,当出现大块物料或杂物堵塞分选装置时,激光信号中断,在PLC 控制台监测到激光信号异常后,确定分选装置处于堵塞状态,发送信号至联锁开关,关闭输送机电源,使两级输送带停止运行。

 

4)输送带停止运行后,检修人员首先对皮带进行闭锁,并通过检修平台进入封闭外壳,对大块物料和杂物进行清理。清理完成后,检修人员退出卸料装置,打开闭锁,激光信号阻碍解除,激光信号连续,在PLC 控制台监测到激光信号正常后,向闭锁开关发出开启指令,打开输送机电源,带式运输机随即开启。

 

4     全封闭式联锁卸煤装置的优点及运行效果

 

4.1   装置优点

 

1)整个卸煤装置运行在全封闭壳中,物料从上段皮带抛出到落至下段皮带的整个过程中均处于封闭空间内,提高了洒水喷雾的有效性,同时改善作业环境,减少设备噪音。

 

2)全封闭式联锁卸煤装置设计简单,易于操作,成本低廉。

 

3)该装置设计了多级受料平台,物料进入卸煤装置后通过2次撞击反弹,降低物料的卸载速度,有效地保护下段输送机皮带,减少皮带磨损和跑偏现象的发生。

 

4)该装置通过粉尘浓度检测,实现自动洒水降尘,减少皮带和原煤积水,降低了皮带打滑几率和原煤含水量;通过PLC 配合联锁开关对物料分选激光装置和输送机电源进行自动控制,提高了设备的自动化水平,能够有效地避免大块物料和杂物对下段皮带造成损坏。

 

5)设计的偏心式可旋转垂直下料口,可以调整下料位置使物料准确地卸载到下段皮带的中心位置,避免由于受料不均造成下段皮带跑偏。

 

4.2   装置运行效果

 

11040运输巷输送机卸载点安装全封闭式联锁卸煤装置后卸载点的粉尘浓度保持在80 mg/m3 以下,改善了作业环境,原煤水分也有所降低;通过多级受料平台对物料的多次减速,使下段皮带受料速度降至2.2 m/s,结合偏心式可旋转下料口的使用,使下段皮带在物料运输过程中再未发生过由于冲击力过大和受料不均引起的皮带跑偏现象;物料分选装置的使用减少了大块物料和杂物对下段皮带的影响,有效降低了皮带撕裂事故发生的几率,每年可增加效益50 多万元。

 

5     结语

 

全封闭式联锁卸煤装置在11040运输巷的应用效果证明,联锁卸煤装置的使用减小了卸载点的粉尘浓度,降低了原煤含水率,降低了下段输送机发生跑偏和撕裂事故发生的几率,提高了经济效益。该设备设计简单,操作方便,成本低廉,应用效果明显,可以在类似运输系统中推广使用。


 

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