矿用胶带输送机火灾监测系统研究.docVIP

矿用胶带输送机火灾监测系统的研究黄民,顾玉华,魏任之(* 中国矿业大学 机电与材料工程学院,江苏 徐州 江苏丰县人民政府,江苏 徐州 !!!)摘要:在弄清矿用胶带输送机火灾事故发生的各类原因及工况条件的基础上,提出了一套用于矿用胶带输送机早期火灾监测、预报及火源定位的新方法和新技术,设计研制出一套用于胶带机火灾在线监测、预报和火源定位的实用系统,包括传感器的设计与安装、信号变送电路的设计,以及计算机实时监测与故障诊断系统的设计等+ 模拟试验及工业性试验表明,整个监测系统具有结构简单、安装方便、性能可靠、环境适应性强等特点+关键词:胶带输送机;火灾;监测中图分类号:,-#) 文献标识码:.收稿日期:基金项目:原煤炭工业部一般科研项目(! 国内外胶带输送机火灾监控技术研究现状胶带输送机火灾监控技术早已引起国内外科研和生产单位的重视+ 在国外,胶带输送机火灾事故也时有发生,据美国矿工局统计,胶带机火灾事故约占工矿火灾事故的 !0 + 世界各国在该领域的研究成果主要集中在:胶带摩擦温升特性及气味的研究[ 1 $];胶带可燃性试验;驱动滚筒打滑及温度监测[/];基于环境温度探测、23 探测和烟雾探测的胶带机巷道火灾探测技术[#,4];以及分布式光纤温度传感器(-35,6)火灾监测系统[(,)]等方面+ 在国内,目前尚未形成一套系统成熟的胶带机火灾监测方法和技术,致使我国大部分煤矿缺乏对胶带机火灾故障系统全面的监控,究其原因,主要有:! 现有的一些方法和技术往往仅对其中的一种或部分危险工况进行监测,很不系统和全面; 目前常用的一些传感器(如烟雾传感器等)存在着环境适应性差、易损坏、可靠性差等致命缺点,很难满足井下长期连续监测的要求;# 一些高新技术,系统复杂、尚未成熟+鉴于上述情况,笔者对胶带机火灾监控方法和技术进行了深入、细致的研究和试验,研制了一套较为系统全面、方便实用的在线监测系统,用以实现矿用胶带输送机火灾的实时监控和预报+ 胶带机火灾的起因和工况分析为了全面深入地了解煤矿井下胶带输送机火灾事故的起因,笔者进行了大量的现场调研和资料检索,通过分析和总结,认为胶带输送机火灾的起因主要有 $ 个:()滚筒打滑 正常运行情况下,胶带相对滚筒表面的滑差率一般不超过 0,如果出现胶带打滑,则胶带与滚筒之间存在着较大的相对滑动,并导致摩擦温升,如不能及时发现,一旦温度升至胶带点燃温度将会导致火灾+ 滚筒打滑又分为主动滚筒打滑和从动滚筒打滑+ 常见的主动滚筒打滑的原因有:满仓后机头堆煤、滚筒上的防滑胶磨损严重、紧急停车后的满载起动等;而从动滚筒打滑的主要原因则是滚筒轴承严重损坏或卡死+ 对于主动滚筒打滑,因打滑过程中胶带不转或转动很慢,滚筒持续摩擦一段胶带,进而烤燃胶带,在不停机的工况下就会引燃胶带+ 对于从动滚筒打滑来说,滚筒转动很慢,甚至不转,而胶第( 卷第 期煤炭学报789+( :8+!! 年月;3=:. 35 2?@:. 23. 632@A,B5CD+ !!万方数据带在高速运行,只是瞬时受热,所以不停机时不易引起胶带着火,而易在停机后很快引燃胶带!()托辊超温 从调研结果看,胶带机着火事故中,由于托辊卡死导致托辊温升过高而引燃胶带是近年来矿用胶带机火灾的主要起因之一! 由于井下的环境条件较差,托辊轴承内很容易进入粉尘,寿命较短,轴承损坏卡死后,胶带将在托辊表面持续摩擦,使托辊积累大量的热量,托辊温度升至很高,停车后,静止不动的胶带与卡死的高温托辊持续接触,从而烤燃胶带,并进一步点燃煤粉,迅速扩大火势! 调查中还发现,主要是下托辊不转容易引起胶带着火,因为下托辊,特别是靠近机尾处的下托辊,托架离地面很近,极易被胶带上撒落的煤粉包围,出现堆煤,致使托辊的散热条件变差,使卡死的托辊温升过高!(#)外界火源 除了上述由胶带机本身引起的火灾之外,引起胶带机火灾的另一个原因是外界意外火源,如自然或人为的明火、电线短路、井下变电所着火、大矸石落到胶带下面摩擦起火等!! 胶带机火灾的监测预报方法($)滚筒打滑的监测与报警 预防由滚筒打滑引起的胶带机火灾有 种方法:! 直接监测滚筒表面的温度; 通过监测胶带相对于滚筒表面的滑差率从根本上控制和预防滚筒表面温升过高!由于胶带机滚筒直径一般较大,又是旋转体,这就给接触式温度传感器的安装和测量带来很大困难;同时非接触式测温的精度和可靠性又会受到环境污染、探测距离等因素的很大影响,也不实用! 所以最好选用测量滑差率的方法,通过设置最大允许滑差率及持续时间来实现对滚筒摩擦起火的早期监测和预报!正常运行时,胶带与滚筒之间的滑差率一般不大于 %,据有关资料介绍当滑差率不超过 $%时,滚筒的温升将不