戴 峰

（山西汾西中兴煤业有限责任公司， 山西 交城 030500）

引言

刮板输送机具有占用空间小、运输距离长、安全可靠以及运输量大等优点，在煤炭开采、洗选等行业中应用较为广泛[1-2]。选煤厂布置的刮板输送机主要是对原煤、精煤、煤泥等进行运输，当运输的物料块度较大、硬度较高或者水分含量大等时，在运行过程中刮板输送机容易出现刮板链断链故障，从而影响选煤厂物料运输[3-5]。相关统计资料显示[6]，选煤厂刮板输送机断链事故占运输事故总数的20%左右，因此，采取针对性措施降低刮板输送机断链发生率对提高选煤厂生产效率具有重要意义。现阶段刮板输送机断链保护装置多是在机头、机尾处布置检测点，当检测到刮板链出现事故后通过断电停止刮板输送机运行，存在断链故障发现时间晚、后续保护不及时等问题[7]。为此，对山西某选煤厂刮板机断链原因进行分析，并提出一种断链保护装置提高刮板输送机工作效率。

1 工程背景及刮板链断链原因分析

1.1 工程背景

山西某选煤厂共有5 条型号XGZ20/800 刮板输送机，刮板输送机运输距离在50～80 m，额定运输能力为3 500 t/h、运输速度1.23 m/s，采用双电机驱动、电机功率为400 kW。刮板输送机是实现选煤厂物料运输的主要设备之一，但是现场应用过程中常发生断链事故。断链事故发生后，由于未能及时发现往往会导致刮板、刮板链等损坏严重，在一定程度上增加了选煤厂生产安全风险，影响了刮板输送机运输效率。

1.2 刮板链断链原因

1）刮板链条损伤。刮板输送机在运行时，由于运输的物料差异，导致刮板链磨耗程度不一。当刮板输送机长时间处于重载荷工作状态时，刮板链及链环等磨耗增加，会在一定程度上减少连接链环、链条强度及断面直径。若不能及时维修，运输物料时会导致链环出现断链事故。

2）刮板链条松紧度不合理。刮板输送机在运行过程中链条过紧、过松或者两侧长度不一致，均容易导致链条出现断链事故。同时刮板输送机重载荷启动、运输物料粒径及硬度较大、槽箱变形以及超载运行等均会导致刮板链链条松紧度出现变化，严重时导致断链事故。

3）刮板连接环、链条等存在质量问题。若刮板输送机上使用的链条、刮板、连接环等零部件性能、质量等存在质量问题时，会导致刮板链出现断链故障，从而影响设备运行效率。

4）刮板机头尾链轮、刮板及链条等有充填有杂物。运输的物料中夹杂的木头、锚杆等杂物进入到刮板链、机头尾链轮等位置时会改变刮板链运行位置或者卡住刮板，导致刮板链断链。

5）落料不正。刮板输送机上布置的档煤板安装存在问题，从而使得物料集中在刮板输送机一侧，刮板输送机长时间运行时导致两侧刮板链受力存在差异，磨损程度出现变化。当一条刮板链受到张力超过极限强度时，刮板链会出现断链。

2 刮板链断链保护装置分析

刮板输送机运行过程中存在运行工况不稳定、负载变化较大，而现有的电子检测元器件无法直接检测刮板运行状态，同时存在抗干扰能力差、易损坏等问题。使用电子检测元器件间接对刮板输送机工作状态检测时存在准确度低、同步性差问题，无法及时对刮板输送机存在的断链故障进行诊断，往往导致故障扩大。

为此，文中提出采用电磁耦合传感器直接对刮板输送机链条、刮板链等运行情况进行检测，并在刮板输送机机头、机尾处分别安装断链保护装置，当发现断链后及时停止刮板输送机运行。刮板输送机断链故障判定主要通过刮板链运行同步性实现。

使用电磁耦合器对刮板及链条运行情况进行直接检测，从而提升检测结果精准度。在刮板输送机机头、机尾通过断链、链条保护组合使用，可显著减低保护装置误动作率。具体刮板输送机断链保护安装见图1 所示。

图1 刮板输送机断链保护装置安装示意图

刮板输送机开始运行超过7 s 后，刮板链两侧的断链开关1、2 对刮板链运行同步情况进行判定；若断链开关1、2 检测到的信号时间差在3 s 以上时，则判定刮板链出现断链故障，此时同步触发故障闭锁设备停机。具体断链保护装置运行控制原理见图2所示。

图2 断链保护装置运行控制原理

3 应用效果分析

传统的选煤厂刮板输送机在应用过程中，由于安装的断链或者跳链保护装置误动作等导致刮板输送机频繁出现停机问题，给选煤厂物料运输带来较大影响。同时当刮板输送机出现断链故障时，保护装置不能及时动作往往会造成断链事故扩大，增加设备检修、维护工作量并引起一定的经济损失。

在选煤厂刮板输送机在安装断链保护装置后，实现了刮板输送机断链故障的精准判定。现场应用6 个月内，断链保护装置实现了刮板链断链故障的高效、精准保护，有效降低了刮板链断链故障扩大，提高了刮板输送机运输效率。