0、前言
帶式輸送機由于其運距長、運量大和連續輸送等優點，現己在煤炭生產中普遍采用。但在使用過程中由于各種因素斷帶事故時有發生。平運膠帶輸送機斷帶后危害不十分大，但由于上運帶式輸送機，特別是作為主提升用的上運帶式輸送機，傾角大、膠帶長、負荷大，一旦發生斷帶事故，就會產生很大的危害，斷帶保護裝置的使用可以從很大程度上減少這種危害。
1、膠帶斷裂下滑的危害
(1)損傷托輥支架，造成托輥橫飛；導致膠帶機架變形，基礎松動；
(2)下滑堆積后的膠帶可能出現縱向撕裂，橫向彎曲過度，膠面嚴重撕裂損傷等現象；
(3)下滑中失去控制的膠帶及飛出的托輥會傷及膠帶機道沿線行人及動力電纜、管路等鋪設物，有導致摩擦起火、電氣火災及其他危害的可能；
(4)處理恢復膠帶下滑后的膠帶時的勞動強度大，影響生產時間長，經濟損失嚴重。
僅以山東省七五礦1994年二次采區強力膠帶接頭處的斷帶事故為例，二次斷帶均發生在受力最大的變坡點處，斷帶后膠帶飛速下滑距離達到400余米，膠帶托輥支架、膠帶機架及巷道內鋪設物損失嚴重，造成300余萬元的經濟損失。
2、造成膠帶斷裂的原因
斷帶是指帶式輸送機在運行過程中，膠帶突然斷開。造成斷帶的原因主要有：
(1)接頭質量不好。普通膠帶常用硫化接頭，其它有用金屬接頭的。由于接頭質量不過關或所用材料性能不能滿足要求，在一定外力作用與持續時間的作用下，膠帶很容易在接頭處斷裂。
(2)膠帶的生產質量不佳，或者受到超強外力作用，都會使得膠帶在其薄弱處斷裂。如煤或矸石的塊度太大，輸送機卡住，過負荷運行，都可能造成斷帶。
(3)其他原因造成的膠帶斷裂。如設計不合理，超過膠帶額定抗拉強度使用，導致膠帶斷裂。
3、斷帶保護裝置的應用現狀分析
帶式輸送機一旦發生斷帶事故，其危害是很大的，尤其是上運膠帶，其危害更是不可設想。針對斷帶保護，國內外的專家提出了一些很好的解決方法。綜合起來主要有以下幾個原理：
3.1抓捕原理
抓捕原理主要是采用在膠帶上、下設置抓捕裝置，并配上傳感器、清煤裝置等組成抓捕器，當膠帶斷帶時，膠帶上下側的抓捕裝置動作，把下滑的膠帶緊緊抓住，防止下滑。它主要是利用下滑的膠帶和抓捕裝置產生的摩擦力（也叫抓捕力）來實現對下滑膠帶的抓捕。現階段主要有以下幾種典型的抓捕式斷帶保護裝置：
(1)采用楔形體原理的斷帶保護裝置
它是依靠楔形體原理來工作的，在膠帶輸送機兩側各固定一個楔形裝置，讓膠帶從中間通過。在楔形裝置內放入一個圓柱形滾輪，位于膠帶上表面和楔形裝置的斜面之間。當膠帶正常工作時，滾輪與斜面稍離開，并在膠帶上滾動。當輸送機發生斷帶事故時，膠帶沿著托輥下滑，并帶動滾輪與斜面接觸，開始壓住膠帶，并越壓越緊，使滑車頂面與膠帶的摩擦力越來越大，當大于膠帶下滑力時，就會阻止膠帶下滑，因而起到斷帶防滑作用。楔形裝置內的滑車是為了避免膠帶壓死后影響輸送機再啟動而設置的。
(2)利用反向逆止滾輪（或單向托輥）的斷帶保護裝置
此種裝置的原理如圖2所示。在輸送機兩側對稱的安裝該保護裝置，膠帶在正常工作時，滾輪1，2隨膠帶轉動，相當于一對滾動軸承；但當皮帶斷裂后反向下滑，或者是輸送機停機，膠帶下滑時，由于逆止滾輪反向不能轉動，將產生較大的摩擦力，膠帶帶動滾輪1與滾輪2形成夾持，夾持間隙隨著滾輪的擺動逐漸減少，夾持力越來越大，直到膠帶不再移動為止，同時觸動報警開關發出報警信號并使電動機停轉。
(3)楔形體和反向逆止滾輪（或單向托輥）結合運用的斷帶保護裝置
楔形體和單向托輥結合運用的斷帶保護裝置如圖3所示。其中觸發托輥為反向逆止托輥。
當斜井或傾斜巷道內的膠帶輸送機發生斷裂下滑（或倒轉飛車）時，位于裂口后方的膠帶在載荷和自重作用下沿觸發托輥導向滑槽下滑，同時帶動觸發爪的鉤嘴開啟，當觸發托輥沿其導向滑槽位移150 - 200 mm時，觸發爪的鉤嘴完全放開，使摩擦軸釋放落下，沿其導向滑槽向下滑動，到達下部位置時與上膠帶產生摩擦，則摩擦軸繼續沿其導向滑槽向最底端滑動，而上膠帶的下面是硬質的金屬底座，則摩擦軸與摩擦底座對下滑的膠帶產生擠壓，隨著膠帶的下滑，兩者擠壓的力越來越大，直至死死地夾住膠帶為止，防止了膠帶下滑（倒轉或飛車），同時摩擦軸下滑至其導向滑槽下部時觸動報警開關報警并迅速停機，避免膠帶從機頭導向滾筒處滑落。這種防護裝置是切實可行的，安全可靠、靈敏準確、便于使用和維護。
以上幾種利用抓捕原理的斷帶保護裝置都對斷帶保護起到了一定的作用，但是仍存在一定的問題，首先，因為在正常工作時．兩種裝置的滾輪都與膠帶直接接觸，而且占據了輸送帶的一定空間，勢必會影響運煤量，會產生擋煤；其次，發生斷帶時，滾輪對膠帶夾持力越來越大，因為滾輪分布在膠帶的兩側，勢必造成膠帶縱向受力不均勻，可能造成膠帶縱向撕裂，形成不必要的損失。
3.2全線柔性摩擦制動原理
全線柔性摩擦制動原理，即當上運帶式輸送機斷帶，上膠帶下滑時，托輥不轉動（單向托輥），依靠膠帶與托輥之間在斷帶全線上的滑動摩擦阻力實現制動；而對于下膠帶的制動，則采用在下膠帶下方安裝阻尼板阻止制動的方法，由于下托輥間距較大，斷帶后，依靠膠帶下垂與阻尼板發生接觸產生的滑動摩擦力，阻止膠帶下滑。
(1)上膠帶防滑——單向托輥
單向托輥的功能在于當膠帶上運時，托輥隨之轉動，上膠帶與托輥間為滾動摩擦，而當膠帶斷帶，上膠帶下滑時，托輥不反轉，上膠帶底面與單向托輥之間由滾動摩擦變為滑動摩擦，摩擦系數大增，對上膠帶產生摩擦制動阻力，起到阻止上運帶式輸送機逆轉和斷帶下滑的作用。將一部分上運托輥更換為單向托輥（更換比例依具體輸送機參數及工作情況而定），依靠這些單向托輥的反向逆止功能阻止斷帶后上運皮帶的下滑。
單向托輥可以采用棘輪結構和滾柱逆止結構，也可以采用卡片式單向托輥，圖4為一種己獲得國家專利的卡片式單向托輥結構圖。
以潞安礦務局王莊礦DX4000型上運鋼絲繩芯帶式輸送機為例：傾角a=16°，膠帶與托輥之間的滑動摩擦系數fmin=0.45。通過一定的計算，只要將64%的托輥換為單向托輥，即可阻止膠帶斷帶下滑或輸送機逆轉。
(2)下膠帶防滑——阻尼板摩擦制動
上運帶式輸送機膠帶的正常運行方向與斷帶下滑方向相反，可以采用單向托輥使滾動摩擦變為滑動摩擦阻止膠帶下滑；而下膠帶則相反，其正常運行方向與斷帶后下滑方向相同，不能采用單向托輥方案。分析研究和現場觀察表明，輸送機正常運行時下膠帶被拉緊，基本上成一條直線，膠帶下垂量很小，而斷帶后，由于下膠帶托輥間距較大，膠帶下垂量較大，特別是鋼絲繩芯膠帶。可以采用在下膠帶下方一定距離設置阻尼板的方法摩擦制動。
采用阻尼板的上運帶式輸送機，其下膠帶狀態示意如圖5所示，圖中虛線表示斷帶前下膠帶的狀態，曲線表示斷帶后下膠帶的狀態。阻尼板是下膠帶防滑結構的核心部件，它可以是一般的鋼板、型鋼，也可以是粘貼有高摩擦系數材料（如橡膠等）的復合板。圖中L為兩托輥間的距離；L1為膠帶與阻尼板的接觸長度；L2為阻尼板的長度。斷帶時，輸送機下膠帶迅速松弛懸垂，并與阻尼板接觸，從而產生摩擦阻力，消耗系統的動能，阻止膠帶下滑，即對輸送機膠帶起阻尼制動作用，使之在短時間內停下來。
采用全線柔性摩擦制動原理的斷帶保護裝置，由于不存在抓捕裝置對膠帶的夾持和抓捕，不會產生擋煤，也就不會影響運煤量。單向托輥沿線均勻分布，受力均勻，不會造成膠帶的意外撕裂；下膠帶采用阻尼板，有效防止下膠帶的下滑。目前，這種斷帶保護裝置在潞安礦務局、晉城礦務局、新汶礦務局、開灤礦務局等局礦推廣應用，取得較好的效益。在西山礦務局馬蘭礦和潞安礦務局王莊礦應用，有效地阻止了兩次斷帶下滑事故的發生，其斷帶保護和防滑的工作性能得到了可靠的驗證。
4、結論
本文結合國內的應用現狀，對常用的一些斷帶保護裝置作了較為詳細的描述，這些斷帶保護裝置在實際的應用中起到了一定的作用，減少了許多不必要的損失。
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