煤矿用钢丝绳芯输送带断带和撕带机理及检测方法研究进展

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【摘 要】随着经济的发展，钢丝绳芯带式输送机已经成为应用到煤矿企业的实际作业中，已经成为煤矿生存必不可缺的设备之一。如何及时确定钢丝绳芯输送带断带和撕带机理，已经成为煤矿企业研究的主要问题，对煤矿运行的安全运营具有很大作用。本文主要介绍了丝绳芯输送带断带和撕带机理及检测方法，并提出了实际检测中存在的问题，希望可以给相关人员提供借鉴。

【关键词】钢丝绳芯输送带 横向断带 纵向撕带 监测

带式输送机是煤矿生存中最重要的输送设备之一，由于该设备经常在高负荷和长时间情况下运行，所以会产生突然断裂和撕带等问题，影响了煤矿生产的顺利进展，严重时还会造成人员伤亡问题。所以，必须结合煤矿实际作业情况，详细分析断带原因和机理，并采取一些措施，保证带式输送机的安全运行。

1 断带和撕机理及位置

1.1 纵向撕带发生原因和位置

（1）管理松懈。从钢丝绳芯带式传输带实际运行情况来看，在运行中经常掺杂着大量的角钢及槽钢等物质，这些物体具有尖锐的边口，很容易扎破输送带，输送带一旦发生损伤，就会加深裂口，最终划破纵向撕带，进而造成输送带纵向撕裂。（2）输送带跑偏。一旦输送带位置发生偏移，就会造成撕带，此种情况可以发生在输送机任何位置。（3）巷道冒顶。巷道冒顶时，很多大块石等锋利物质就会砸穿传送带，进而造成撕带。（4）机头满仓。机头位置积攒了大量的煤炭，容易导致煤矿进入滚筒连接梁之间产生撕带。

1.2 横向断带发生原因及位置分析

（1）输送带发生磨损。输送带受到磨损后，导致内部发生断丝、腐蚀及锈蚀等问题，降低了输送带强度，进而造成横向断带。（2）接头断裂和损伤。引起钢丝绳输送带接头损伤的原因较多。但是从宏观分析上来看，任何原因所产生的接头损伤或断裂等问题，都会引起钢丝绳芯片移动，或引起接头区域发生变形。一些钢丝绳芯发生抽动后，就会增加抽动钢丝绳芯承载的重量，在长期运行中，抽动钢丝绳芯的数量不断增长，影响区域不断扩展，导致接头变形损伤越来越大，强度越来越大。最后由于接头变形和范围不断扩大，导致接头内部的钢丝绳被抽出，进而产生接头断裂问题。此外，输送带遭受到较大重量时，也会导致接头损伤或断裂，所以张力超限已经成为造成接头断裂的主要原因。由于钢丝绳输送带横向断裂主要发生在接头位置，所以必须加强钢丝传送带横向断裂检查和检测，减少接头损失。

2 分析纵向撕裂检测方法

2.1 棒型检测法

棒型检测装置主要由一个弯曲成棒子组成，与输送带形状相似，一般将其装置在缓冲托辊和落料口之间，紧贴输送带。一旦不明物体划穿输送带时，就会导致棒或管子倾斜，一旦接触到连接在杆上的传感器开关，就会强迫输送机停止运行。但是此种方法准确性不高，容易出现检测失效问题。

2.2 漏料检测法

平衡锤、开关、托盘和支点是组成漏料检测装置的主要材料。当输送带发生纵向撕裂后，可以将物料漏到托盘上，使用物料质量控制整个装置，进而接触限位开关，并发挥报警信号。此中检测方法具有检测简单、安装方便等特点，但是当输送带发生纵向撕裂后，只有输送带有物料而且可以保证物料泄漏时，才能发挥此装置的作用，在实际运行中，输送带纵向撕裂会出现裂口重叠问题，不能发挥此装置的作用。渔线式检测法。渔线式检测法主要以金属性和尼龙线为主，一般将其安装在落料口正下方的缓冲托辊之间，紧贴槽形带下表面，在该位置安装有弹簧限位开关，当异物砸穿传送带时，就会接触到渔线，让限位开关动作，发挥报警，但是实际应用中，也会出现各种检测问题。附加压力检测法。从上述分析可知，纵向撕带发生后，输送带会受到附加压力，随着输送带被刺穿，压力随之减小。相关统计发现，附加压力增加了传送带压力，可以维持300ms。所以，可以结合输送带落料口托辊承载压力的变化，判断是否发生纵向撕裂。可以一定时间力信号数值变化来判断是否发生纵向撕带，减少了落料口下落较大物质引起冲击压力所造成的误报问题。

3 探讨横向断带检测方法

3.1 强磁检测法

浙江大学某研究院成功研发了钢丝绳芯输送带综合监测系统，并完成了相关检测实验，已经成功应用到煤矿作业中。上世纪末期，我国研究院采用磁感应原理，成功研制了钢丝绳芯输送带监测，可以进行在线监测人。但是不能精确确定出详细情况，存在不直观及不能远程监测等问题。目前该种方法还不能帮助工作人员了解输送带内部钢丝绳芯等情况，监测结果不理想。

3.2 人工检测法

（1）起泡现象观测。起泡是输送带接头常见的故障问题之一，主要受钢丝绳芯抽动影响，此种监测方法是目前煤矿应用较广的一种方法。简而言之，当机器停机后，清除表面物质，监测是否出现起泡现象，一旦出现起泡必须及时观测并进行处理。（2）表面应变检测法。首先，在输送带低应力区域描绘网格，然后，当运转到高张力区域时，重复监测网格变化情况，进而判断输送带内钢丝绳芯是否出现损伤问题，此种方法主要凭借现场经验设置阀值，可靠性较低。（3）接头长度测量法。首先在硫化接头位置化等距离化三组标志线，测量每组标志线长度。输送带正式运作前对每组标志线长度进行检测，一旦任意一组超过设定阀值，就可以使用X射线对接头进行拍片分析和处理，分析接头出现的问题，并评价其性能。

3.3 x射线检测方法

X射线是一种与PC图像和摄影结合的无损伤技术。工作原理是随着钢丝绳芯的输送，检测速度运行强大，让射线穿透，直接由光伏深测试接收二维X射线，形成图像电信号，通过分析、转化、传输机处理，得到二维投影图像，可以及时了解传送带钢丝绳芯接头情况，并可以将检测结果传送到计算机上，更加清晰直观的展示检测内容。我国过去一直都使用X射线方法检测钢丝绳芯传送带，仅仅进行静态检测操作。随着研发技术的发展，我国成功研发了X光机实时检测系统，推动民了该项技术的发展。但是该种检测方法对人体伤害较大，而且设备较复杂，主要存在检测速度慢、不能进行远程检测等问题，影响了该种技术的推广和发展。

3.4 弱磁检测方法

强磁技术主要采用电磁感应法与霍尔效应检测输送带钢丝芯存在的问题，由于感应线圈灵敏度较低下，所以不能精确的检测萎缩信号，而且不能消除外界因素的影响，检测结果不精准。弱磁检测方法的传感器主要是窦氏元件，具有灵敏度高、检测磁能分布均匀等特点，之后还在此种技术上研发了钢丝绳芯输送带在线弱磁见检测系统，减少了噪声等因素，当智能识别方面依然需要改善。

4 结语

随着科学技术的发展，人们对带式输送系统提出了较高要求。在线检测系统是一种替代人工检测的方式，减少了工作任务量；检测仪器数字化及智能化将成为未来发展趋势。同时在未来还要不断研发新技术，学习经验，提高检测的精确性和准确性，保证钢丝绳芯输送带的安全运行，给煤矿企业创造更大的经济效益，促进煤矿企业长期可持续发展。

参考文献：

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