20世紀80年代以來，隨著我國高產(chǎn)高效礦井的建設與發(fā)展，運量大、效率高的帶式機運輸方式的得到了廣泛應用，皮帶機已成為我國煤礦井下煤流運輸?shù)闹饕ぞ撸C的安全監(jiān)控技術與自動化技術也已成為煤礦生產(chǎn)安全與自動化技術的重要內(nèi)容。
1. 皮帶機的有關安全規(guī)定
采用滾筒驅動皮帶機運輸時應遵守的規(guī)定
(1) 必須使用阻燃輸送帶。
(2) 巷道內(nèi)應有充足照明。
(3) 必須裝設驅動滾筒防滑保護、堆煤保護和防跑偏裝置。
(4) 應裝設溫度保護、煙霧保護和自動灑水裝置。
(5) 在主要運輸巷道內(nèi)安設的皮帶機還必須裝設：
①輸送帶張緊力下降保護裝置和防撕裂裝置；
②機頭和機尾防止人員與驅動滾筒和導向滾筒相接觸的防護欄。
(6) 傾斜井巷中使用的皮帶機，上運時，必須同時裝設
防逆轉裝置和制動裝置；下運時，必須裝設制動裝置。
(7) 液力偶合器嚴禁使用可燃性傳動介質(調(diào)速型液力偶合器不受此限)。
(8) 皮帶機巷道中行人跨越皮帶機處應設過橋。
(9 ) 應加設軟啟動裝置，下運皮帶機應加設軟制動
裝置。
2 對皮帶機安全防護裝置的規(guī)定
根據(jù)井下機電運輸設備的結構特點，以及電氣設備所處的不同位置，為保證人身和設備的安全必須設立良好的防護裝置。
下面主要是針對電氣設備的轉動部分、裸露部分，及有人橫越皮帶機的地點和機房硐室等作的規(guī)定。
(1) 在一切容易碰到的裸露電氣設備和設備外露的轉動部分，以及可能危及人身安全的部位或場所，都應設置防護欄。
(2) 經(jīng)常有人橫越皮帶機的地點，應設有過橋，過橋應有扶手、欄桿。
(3) 機房硐室應備有必要的消防器材。硐室內(nèi)必須配備不少于0.2 m3的砂箱及黃砂和2個以上合格的滅火器。
(4) 主要巷道內(nèi)的皮帶機的機頭前后兩端各20 m范圍內(nèi)，都必須用不燃性材料支護。
(5)使用皮帶機液力偶合器的巷道應備有滅火器材，其數(shù)量、規(guī)格和存放地點，應在礦井災害預防和處理計劃中確定。
(6) 嚴禁用皮帶機運送爆破材料。
3 對皮帶機制動裝置的規(guī)定
皮帶機在正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下，根據(jù)不同的停車要求，都必須采取必要的制動，而在制動過程中又要求皮帶機制動裝置必須靈活可靠，各部分傳動機構、閘瓦及接觸面積等應符合下列規(guī)定。
(1) 制動裝置各傳動桿件靈活可靠，各銷軸不松曠，不缺油。閘輪表面無油跡，液壓系統(tǒng)不漏油。
(2) 松閘狀態(tài)下，閘瓦間隙不大于2 mm；制動時閘瓦與閘輪緊密接觸，有效接觸面積不得小于60％。
(3)鋼絲繩牽引皮帶機制動裝置的閘帶(閘瓦襯帶)無斷裂，磨損剩余厚度不小于3 mm。閘輪表面溝痕深度不大于1．5 mm，溝寬總計不超過閘輪有效寬度的10％。
4 皮帶機的安全保護裝置
1）輸送帶的跑偏及保護裝置
輸送帶在運行中跑偏，是皮帶機的普遍問題。輸送帶跑偏的主要危害是：造成帶式邊緣的早期撕裂損壞、沿線撒煤不能正常運行，嚴重時會因過度摩擦引起火災。
造成跑偏的原因有：托輥與輸送帶中線不垂直；滾筒與輸送帶中線不垂直，輸送帶接頭受力不均；裝料偏向一側(偏載)；滾筒的局部粘煤粉；輸送帶本身的制造質量不良，如芯體鋼絲繩受力不均等。輸送帶任何位置都可能發(fā)生跑偏。
保護的方法有：
（1）將滾筒制成適當?shù)墓男危?nbsp;
（2）將槽形托輥的兩側輥略向前偏2~3角度； （3）在固定式輸送機上配備調(diào)心托輥；
（4）對便拆裝式和繩架吊掛式輸送機則采用斜置托輥；
（5）提高安裝質量，按規(guī)定要求使機身成一直線，托輥和滾筒與輸送機縱軸線垂直，輸送帶接頭勻整等。
為防止因帶式跑偏可能產(chǎn)生的事故，在輸送機沿線還必須裝設跑偏防護監(jiān)控裝置，當產(chǎn)生持續(xù)跑偏時，能自動停機。目前，皮帶機大多采用行程開關式防跑偏保護裝置。它由防偏傳感器和控制箱組成。當輸送帶跑偏時，輸送帶將立輥推向外側，使傳感器的動觸頭和固定觸頭接觸，通過控制箱控制皮帶機斷電停機。一般利用帶柄的滾式行程開關對輸送帶的跑偏進行監(jiān)測。
2）驅動滾筒打滑與監(jiān)控保護裝置
打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。摩擦牽引力降低的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。
滾筒打滑如持續(xù)得不到糾正，能招致輸送帶著火的重大事故。輸送帶著火不僅會給礦井生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟損失，同時還嚴重危及井下工人的生命安全。因此，防止帶式機打滑和輸送帶著火一直受到高度重視?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，井下皮帶機使用的輸送帶必須是阻燃型輸送帶，皮帶機托輥的非金屬材料零部件和包膠滾筒的膠料，其阻燃性和抗靜電性也必須符合有關規(guī)定的要求。但是，驅動滾筒持續(xù)打滑也要產(chǎn)生有害煙霧煙污染空氣，危害井下工人的身體健康與生命安全。為了防止皮帶機滾筒打滑以及因其它摩擦因素引起的安全事故，井下使用的皮帶機必須具備以下安全監(jiān)控保護裝置：
（1）驅動滾筒防滑保護、溫度保護監(jiān)控裝置； （2）卸載端的堆煤保護監(jiān)控裝置； （3）輸送機的防跑偏監(jiān)控保護裝置；
（4）輸送機運輸巷道的煙霧保護和自動灑水裝置；
（5）在主要運輸巷道安設的皮帶機必須裝設：輸送帶張緊力下降保護裝置。 打滑與監(jiān)控保護裝置有：
①管式打滑保護裝置。管式打滑保護裝置一般將傳感器的磁鐵安裝在導向滾筒的側面，用螺栓固定。傳感器安裝在導向滾筒的鄰近處，如輸送帶在運行中發(fā)生斷帶、打滑時，導向滾筒的轉速將發(fā)生變化，通過傳感器反映的導向滾筒轉速降至設定值時，保護裝置發(fā)出信號，讓皮帶機停止運行。
②滾輪式斷帶、打滑保護裝置。該裝置由滾輪傳感器和控制箱組成。正常運轉時，在輸送帶的帶動下，滾輪保持一定的速度，保護裝置不動作。當發(fā)生斷帶打滑時，輸送帶運行速度減慢或停止，當滾輪速度達到設定值時，保護裝置發(fā)出信號，讓皮帶機停止運轉。
3）堆煤保護裝置
堆煤保護裝置，又叫煤位保護裝置。它是一種用來檢測煤倉是否裝滿或轉載點是否堆積堵塞的裝置。當發(fā)生堆煤時，堆煤保護裝置控制皮帶機停機。堆煤保護裝置主要有碳極式和偏擺式兩種
(1) 碳極式堆煤保護裝置由堆煤傳感器和控制箱構成。堆煤傳感器(一條電纜或特制的煤位探頭)置于煤倉或轉載點某一高度處作為固定觸頭，以煤作為動觸頭，當煤堆到一定高度與堆煤傳感器相接觸時，控制箱便控制皮帶機斷電停機。
(2) 偏擺式堆煤保護裝置由偏擺傳感器和控制箱構成。偏擺傳感器安裝在煤包上口或兩部皮帶機的搭接處。偏擺傳感器內(nèi)有一鋼球和延時開關，懸掛的傳感器處于垂直狀態(tài)時，鋼球壓在延時開關上。當煤位上升使傳感器傾斜超過動作角度時，鋼球滾開，開關延時動作發(fā)出信號，控制箱便控制皮帶機斷電停機；當煤位下降后，傳感器恢復垂直狀態(tài)，鋼球又壓住延時開關，使其瞬時復位。
4）鋼絲繩芯皮帶機的斷帶與縱向撕裂保護裝置
長距離的輸送機，其輸送帶每100m就有一個接頭，2000m長的運輸機其輸送帶至少有40個接頭，因帶式的接頭質量不高、牽引運行中的動載荷作用及其它使用因素，會引發(fā)斷帶事故，為此，需要采取一下安全技術措施：① 加強接頭質量的工藝管理，嚴格操作規(guī)程；② 使用接頭質量無損監(jiān)測技術，確保牽引運行中的接頭強度；③ 在運輸機上裝設斷帶保護監(jiān)控裝置，減小因斷帶可能產(chǎn)生的事故危害。
鋼繩芯輸送帶，因其芯體兩鋼繩之間的橫向強度較弱，在運行中，如被尖刃物卡住，而繼續(xù)運行，會造成輸送帶的縱向割裂。輸送帶的縱向撕裂，不僅會造成設備損失，而且會嚴重影響生產(chǎn)。解決辦法是，在裝料點裝設縱向撕裂監(jiān)控保護裝置。
防撕裂保護裝置由防撕裂傳感器和控制箱構成。防撕裂傳感器通常安裝在給煤機前方或裝載點幾米處的上層輸送帶下方。煤礦中常用DJS_BA一1型輸送帶縱向撕裂保護裝置。防撕裂保護裝置的作用是當皮帶機發(fā)生膠帶縱向撕裂事故時，及時控制皮帶機停機，防止撕裂事故擴大。
當發(fā)生縱向撕裂的輸送帶經(jīng)過縱向撕裂傳感器上方時，輸送帶上面的煤沿縱向撕裂的縫隙撒落在傳感器上，導電橡膠板被壓變形，貼靠在電極印制板上，將常開的觸點閉合，通過控制箱控制輸送機停機。這種防撕裂保護裝置的缺點是，當輸送帶發(fā)生縱向撕裂而輸送帶上無煤時，就不能起到防止輸送帶撕裂事故擴大的作用。
另一種防撕裂保護裝置由一個繞線吊掛托輥和限位開關組成，安裝在裝載點的托架內(nèi)，當輸送帶被利器刺透撕開時，輸送帶托輥通過插入輸送帶的利器而改變位置，從而帶動限位開關使輸送機停機。
但是，現(xiàn)有的監(jiān)控保護裝置，只有在尖刃物穿透一定深度才能輸送機停機，因此，還需要開發(fā)更加完善的縱向撕裂保護裝置。
5）煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置
煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置能夠連續(xù)監(jiān)測礦井皮帶機系統(tǒng)溫度和煙霧的變化情況。當皮帶機周圍溫度和煙塵濃度達到設定值時，裝置中的報警器會發(fā)出聲光報警，同時斷電停機，灑水滅火。
煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置主要由控制箱、傳感器、聲光報警器和噴水裝置組成。一般煙霧保護的傳感器為光敏和氣敏元件，它的安裝位置一般在機頭卸載滾筒下風口的5 m范圍內(nèi)的巷道內(nèi)。
溫度保護通常采用熱電偶元件或熱敏電阻作為監(jiān)視溫度的傳感器，運動部件(如傳動滾筒)利用鐵磁材料的磁導率與溫度的變化關系，用磁感應脈沖發(fā)送器作為傳感器，一旦溫度過高，保護裝置動作，輸送機便停止運行。
6）傾斜運輸中的安全保護裝置
傾斜井巷中使用的皮帶機，在滿載運輸時，因物料自重分力產(chǎn)生的向下推力較大，易造成上運“逆轉”和下運“飛車”等事故。上運“逆轉”就是向上的皮帶機，在滿載上運的過程中，若斷電時，不能有效制動，將產(chǎn)生反向逆轉的事故。下運“飛車”就是向下運輸?shù)妮斔蜋C，在等速運行時是利用電機的發(fā)電機方式控制速度，斷電時，輸送機失去電動機的電磁平衡力矩，若沒有有效的減速制動方式，將造成輸送機高速“飛車”的嚴重事故；為此需要在傾斜運輸?shù)妮斔蜋C上裝設有效的保護裝置：
對上運皮帶機，必須裝設防逆轉裝置和制動裝置；對下運皮帶機，必須裝設可靠的降速制動保護裝置。目前在下運皮帶機上使用的安全降速制動保護方式，有一下幾種：
（1）采用繞線式電動機動力制動，這種方式只能在沒有防爆要求的條件下使用； （2）采用液力制動裝置降速，低速下用機械制動閘停車； （3）采用液壓制動裝置制動；
（4）增加盤式制動器制動副的散熱能力，使溫度不超過規(guī)定值。
7）飛帶保護裝置
飛帶保護裝置用在傾斜下運的皮帶機上。它的作用是在下運皮帶機失控或在制動后輸送帶與滾筒打滑的情況下，及時捕捉輸送帶，防止產(chǎn)生飛帶事故。液壓式飛帶捕捉器由液壓系統(tǒng)、滾筒和橡膠輪構成。
這種飛帶捕捉器是用油壓來控制的，當帶速超過額定值時；控制系統(tǒng)打開油路閥，橡膠輪帶動液壓泵將油通過管路排到液壓缸內(nèi)，推動液壓缸內(nèi)活塞使缸體向下運動，缸體與滾筒相連，從而推動滾筒向下運動。橡膠輪固定不動，輸送帶被壓在滾筒與橡膠輪中間。因此，增大了輸送帶的運行阻力，降低了輸送帶的運行速度，起到了防止輸送帶運行超速和飛帶事故發(fā)生的作用。當輸送帶速度降至額定速度時，控制系統(tǒng)關閉油路閥，在彈簧的作用下，滾筒抬起來，輸送帶由受壓變形狀態(tài)恢復成自由直線狀態(tài)。
8）沿線保護裝置
沿線保護裝置的作用是在皮帶機的任何部位都可以人為地停止輸送機的運轉，及時控制皮帶機事故的發(fā)生和擴展。
① 按鈕式沿線保護裝置，即每隔40～50 m安裝一個緊急停機按鈕，并接入皮帶機控制系統(tǒng)。通常安裝在帶式輸送巷道碹幫上。
② 拉線式沿線保護裝置，又稱沿線急停開關。它用鐵絲或細鋼絲繩控制一個小的行程開關，把行程開關接人皮帶機控制系統(tǒng)。這種保護裝置通常安裝在皮帶機機架靠人行道的一側。
9）綜合保護與集中控制裝置
隨著煤炭生產(chǎn)的需要和科學技術的發(fā)展，我國先后研制出多種皮帶機綜合保護與集中控制裝置。它由各種傳感器和集中控制臺構成，可實現(xiàn)低速、超速、斷帶、縱向撕裂、堆煤、跑偏、急停、煙霧、溫度等保護，并可進行灑水降溫。它具有電動機功率、膠帶運行速度、緊急停車開關動作位置、跑偏開關動作位置、主電動機溫度等數(shù)字顯示功能以及各種設備工作狀態(tài)及故障狀態(tài)的顯示，可配合CST等軟啟動系統(tǒng)工作，同時能對主電動機、給煤機和閘電動機等設備實施控制和保護。
KPTB_1型皮帶機綜合保護監(jiān)控儀是語言型的綜合保護裝置。它具有集中控制和單機控制兩種操作方式。集中控制時具有連鎖保護功能，即某1臺停機時，向其供煤的皮帶機連鎖停機，具有逆煤流延時順序啟動開車功能。裝置在手動控制方式下，配接開停傳感器可實現(xiàn)順煤流延時順序啟動開車。無論在集控方式或手動方式下，該裝置均有啟動開車延時功能、語言預警功能、故障停車保護功能、故障顯示功能、故障語言報警功能、故障自鎖及解鎖功能、全線系統(tǒng)狀態(tài)對位顯示功能、全線聯(lián)系及對講功能。
PZBJ一Ⅱ型皮帶機綜合保護監(jiān)控儀能對由斷鏈引起的刮板傾斜進行保護。 近年來，國內(nèi)一些科研機構和高等院校在礦用皮帶機的安全保護與安全監(jiān)控技術方面做了大量工作，研制出了許多適合煤礦井下應用、技術先進的輸送機安全監(jiān)護裝置，如：“KJ9礦用經(jīng)濟型皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)”、“DJB-II型皮帶機集控保護裝置”、“KJD一2型礦用微機皮帶機監(jiān)控裝置”、“KJ2002型皮帶機微機防爆電控成套裝置”等。促進了礦用皮帶機安全保護技術與監(jiān)控技術的發(fā)展，為礦井的安全生產(chǎn)與自動化技術發(fā)展作出了貢獻。
