火灾是带式输送机最严重的事故,一旦皮带机着火,将造成重大的人员伤亡事故和巨大的财产损失。因此,实施对皮带机的防火保护是非常必要的。
1 皮带着火的原因分析
皮带机着火的原因是多方面的,既有因皮带机自身故障而引起的火灾,也有因附近其它火源而引起的皮带机着火(如皖北矿务局刘桥一矿变电所着火引燃皮带)。这里主要分析因皮带机自身故障而引起火灾的原因。
1.1 主从动滚筒打滑
主从动滚筒打滑的原因很多,分析起来主要有以下几方面:
(1)机头埋煤
由于皮带机司机精力不集中或上班睡觉,煤仓内又缺少满仓控制系统,造成满仓后机头堆煤,煤进入滚筒表面与皮带之间,降低滚筒与皮带之间的摩擦系数而导致皮带打滑。如徐州矿务局三河尖煤矿曾发生过一次机头堆煤事故险些因皮带打滑而发生火灾,峰峰矿务局薛村矿机头堆煤造成皮带打滑;
(2)主动滚筒表面的防滑胶严重磨损,表面摩擦系数下降而导致皮带打滑;
(3)主动滚筒表面潮湿引起皮带打滑;
(4)从动滚筒打滑的主要原因是从动滚筒轴承严重损坏卡死导致从动滚筒不转或转速下降,皮带相对滚筒打滑。
不管是主动滚筒还是从动滚筒,一旦发生打滑,就会使滚筒表面温度升高。根据徐州矿务局试验站试验,皮带打滑40min滚筒表面温度就可达到320℃,皮带开始冒烟。根据我们的试验,该温度已是着火温度。因此说,主动滚筒和从动滚筒打滑是极其危险的,长时间打滑就可导致皮带着火。
1.2 托辊不转及皮带在托辊表面滑动
根据调研结果来看,皮带机着火事故中,由于托辊不转而导致托辊温度温升着火是近年来煤矿皮带机着火的主要原因之一。
由于井下环境条件较差,托辊轴承内部容易进入煤粉和灰尘。因此,托辊轴承寿命较短,轴承卡死后,皮带将在托辊表面摩擦,托辊温升很高。根据现场调查来看,托辊摩擦引起皮带着火主要发生在停机之后。停机前,皮带以2~3m/s的速度运行,皮带上固定点与托辊表面接触的时间较短,皮带温升很小,且由于皮带运行过程中产生较大的气流可以降低托辊表面的温度。因此,正常运行时皮带不易着火。
调查中还发现,下托辊不转容易引起火灾。而上托辊不转则不易引起火灾,并且引起着火不转的下托辊周围一般都积有一定的煤粉,煤粉将托辊表面覆盖住,致使托辊的散热条件变差。这就说明托辊不转引起着火的条件是:
(1)托辊卡死;
(2)必须是下托辊卡死;
(3)托辊位置有许多煤粉和橡胶粉末(这些煤粉和橡胶粉末一部分是由皮带上落下的煤,也有一部分是不转的托辊磨下的粘在皮带表面的煤粉和橡胶颗粒);
(4)往往是靠近机尾部位的下托辊。因为机尾部位皮带容易洒煤,造成下托辊表面堆煤。
2 主从动滚筒打滑监测
根据上面的分析结果来看,主从动滚筒温升的直接原因是皮带相对滚筒表面打滑。因此,只要监测出主从动滚筒相对皮带的打滑率即可控制滚筒的温升。
2.1 主动滚筒的打滑监测方案
据现场人员反映,由于电动机功率较大,不管皮带是否打滑,电动机的转速基本恒定,也就是说,滚筒表面的线速度基本不变。因此可以在控制电路中事先设定滚筒的线速度,只要监测皮带的运行速度,并将其与设定好的主动滚筒表面线速度数值进行比较可确定皮带的打滑率。皮带正常工作时,打滑率<2%(据机械设计手册),
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