0、引言
安全生產(chǎn)是國有煤炭企業(yè)提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)改革脫困和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，沒有安全，一切都無從談起。隨著企業(yè)改革的深入和市場經(jīng)濟的發(fā)展，國有煤炭企業(yè)職工的思想觀念、就業(yè)觀念和價值觀念都發(fā)生了很大的變化，在一定程度上給搞好安全生產(chǎn)增加了難度。在新形勢下，除了要提高員工素質(zhì)和安全管理以外，提高煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急。如何提高煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)水平，其中重要的一條就是提高設(shè)備的安全性及可靠性。
刮板輸送機在煤炭生產(chǎn)過程中有無可替代的作用，它的工作情況直接影響井下的生產(chǎn)。刮板輸送機是綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)備，由于刮板輸送機運行工況惡劣，事故和故障也時常發(fā)生。2002年、2003年神東公司刮板輸送機事故及事故累計影響生產(chǎn)分別為479. 2h、295h，占綜采系統(tǒng)故障影響時間的32. 2%和21%，占到全公司故障影響時間的12%和11%；因此，有必要對其事故及故障原因進(jìn)行分析，找到合適的預(yù)防手段，防止這類事故及故障的發(fā)生。在這種背景下，刮板輸送機綜合檢測裝置顯得尤為重要。傳統(tǒng)的刮板輸送機檢測裝置單一，技術(shù)含量不高、維護(hù)復(fù)雜、不能實現(xiàn)智能監(jiān)控，無法滿足突出生產(chǎn)安全性要求和技術(shù)發(fā)展的趨勢。
本裝置以刮扳機輸送系統(tǒng)為背景，對刮板輸送機綜合檢測裝置進(jìn)行深入研究，國內(nèi)刮板輸送機故障檢測技術(shù)取得了長足進(jìn)步，基本上能夠有效地檢測出刮板輸送機的故障。然而，人們把注意力過多地集中在檢測技術(shù)的提高及對單一故障的檢測控制，對于刮板輸送機整體的故障檢測和控制研究得不夠，這樣不利于刮板機輸送系統(tǒng)可靠的工作和設(shè)備的更新，這一狀況亟待改變。刮板輸送機綜合檢測裝置能夠有效的解決上述問題。
1、刮板輸送機的功能和結(jié)構(gòu)
刮板輸送機是一種撓性牽引機的連續(xù)運輸機械，是保證實現(xiàn)采煤機械化必不可少的重要設(shè)備之一。
1.1刮板輸送機的功能
工作面刮板輸送機主要用來與采煤機、液壓支架、順槽轉(zhuǎn)載機、破碎機和帶式輸送機配套而實現(xiàn)綜采工作面落煤、裝煤、運煤、移溜和頂板支護(hù)等工序的機械化。刮板輸送機一般適用于018～415m的煤層，并可作為采機和刨煤機運行的軌道和安裝基礎(chǔ)，以及液壓支架向前移動的支點。現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的刮板輸送機完全能適應(yīng)普采綜采工作面的需要。
1.2刮板輸送機的結(jié)構(gòu)
以SGW -150C型刮板輸送機為例，其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示：
1.2.1機頭部
機頭部是由機頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機組成，它是將電動機的動力傳遞給刮板鏈的裝置。機頭架是機頭部的骨架，應(yīng)有足夠的強度和剛度，由厚銅板焊接制成。各型機頭部的共同點如下：兩側(cè)對稱，可在兩側(cè)壁上安裝減速器，以適應(yīng)左、右采煤工作面的需要。
1.2.2機尾部
機尾部分為有驅(qū)動裝置的和無驅(qū)動裝置的兩種。如圖1所示為有驅(qū)動裝置的機尾部，因機尾不需要卸載高度，除了機尾架與機頭架有所不同外，其他部件與機頭部相同。
1.2.3中部槽與附屬部件
中部槽是刮板輸送機的機身，由槽幫鋼和中板焊接而成，上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減少刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟條件下，使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿瘦^困難，可以間隔幾節(jié)封底槽采用一節(jié)有可拆卸中板的封底槽的辦法。用于機械采煤工作面的中部槽，除了運煤，還要承受采煤機騎在上面運行的負(fù)荷，垂直方向受采煤機的重壓和滾筒切割煤層時的沖擊。推、拉液壓支架的側(cè)向力和縱向力，使中板拱曲變彎，連接件受拉、壓和彎曲。中部槽的惡劣工作條件，造成它的損壞形式除了磨損還有槽體變形和連接損壞。因此，中部槽應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐磨性。
1.2.4刮板鏈
刮板鏈由鏈條和刮板組成，是刮板輸送機的牽引構(gòu)件，刮板的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈和邊雙鏈三種。刮板的間距，由所運物料的性質(zhì)、塊度和安裝傾角確定。刮板鏈切人物料的阻力應(yīng)大于物料在槽內(nèi)移動的阻力。
1.2.5緊鏈裝置
刮板鏈安裝時，要給予一定的預(yù)緊力，使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松弛或堆積。目前應(yīng)用的緊鏈方式有三種：一種是將刮板鏈一端固定在機頭架上，另一端繞經(jīng)機頭鏈輪，用機頭部的電動機使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊；另一種方式與前一種基本相同，只是不用電動機反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈；第三種是采用專用的液壓缸緊鏈。
1.2.6推移裝置
推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機向煤壁推移的機械。綜采工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜采工作面用單體液壓推溜器或手動液壓推溜器。
1.2.7錨固裝置
錨固裝置是刮板輸送機在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機頭架、機尾架連接。
2、刮板機綜合檢測裝置發(fā)展的趨勢和現(xiàn)狀
隨著測量技術(shù)、傳感器、現(xiàn)代電機理論及微電子技術(shù)發(fā)展。
2.1控制電路數(shù)字化、智能化
控制、檢測電路經(jīng)歷分立元件、集成電路( KJOOI—KJ004、TC785、TC787)、超大規(guī)模集成電路(GAL16V8)、8位單片機(8031)、16位單片機(8096)、微型PLC、上位機控制一系列的變化。采用漢字菜單，形成了運行方式、MCU控制、故障檢測、數(shù)據(jù)查詢、遠(yuǎn)方控制全部智能化、以人為本的模式。
2.2檢測技術(shù)智能化
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，檢測技術(shù)由人工檢測、模擬儀器檢測到如今的智能傳感器檢測，使檢測技術(shù)智能化。人工檢測、模擬儀器檢測存在如下缺點：
(1)工作頻率低；
(2)檢測精度低；
(3)難于控制。
2.3現(xiàn)狀
我國刮板輸送機綜合檢測與世界先進(jìn)技術(shù)還存在著較大的差距。除了需要進(jìn)一步完善已有的功能外，還應(yīng)進(jìn)一步增加監(jiān)視覆蓋范圍，尤其在控制方面，應(yīng)做到及時發(fā)現(xiàn)故障而且及時排除故障，從而盡量地減少不必要的損失和事故。近幾年來，刮板輸送機的技術(shù)越來越得到提高，檢測技術(shù)也較以前得到了飛速的進(jìn)步，但一直對刮板輸送機的整體檢測技術(shù)和控制技術(shù)研究不夠。我們要充分消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，要從刮板輸送機綜合檢測整體角度出發(fā)，充分考慮各種故障的檢測并對其進(jìn)行有效的排除，研究出適合中國國情的高可靠性刮板輸送機綜合檢測裝置，滿足國內(nèi)綜采的需要。
3、裝置的傳感原理以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1傳感原理
圖2為系統(tǒng)傳感原理圖。
該傳感原理僅適用于邊雙鏈刮板輸送機鏈條的故障信號檢測。圖2中，在鏈輪上分別安裝舌板A和B，鏈輪轉(zhuǎn)動會帶動舌板擺動一個角度；在舌板A和B上安裝角度傳感器A和B，將舌板的轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。通過檢測角度傳感器A和B輸出脈沖信號相位差的大小，判斷刮板鏈?zhǔn)欠癯霈F(xiàn)故障。
3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
刮板輸送機綜合檢測裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括四大部分，它們分別是上位機、主控單元、故障檢測單元、停機裝置，故障檢測單元又包括跳鏈、堵轉(zhuǎn)檢測裝置和掉鏈、斷鏈、斷刮板檢測裝置。
3.2.1上位機
上位機可以采集主控單元的數(shù)據(jù)，也能對主控單元進(jìn)行控制，它們之間可以通過RS485通信。上位機能夠顯示刮板輸送機運行的情況、存儲當(dāng)前數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)，這樣有利于及時了解現(xiàn)場情況，也利于故障分析。上位機軟件可以選擇MCGS、組態(tài)王等工控軟件，這些工控軟件易于編寫，性能穩(wěn)定，有利于維護(hù)。
三門峽富通新能源銷售皮帶輸送機、刮板式輸送機、斗式提升機等機械設(shè)備。
