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刮板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)及預(yù)防措施研究

文檔作者：郭智慧文檔來(lái)源：山西華陽(yáng)新能股份有限公司機(jī)電設(shè)備管理中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月03日
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經(jīng)驗(yàn)交流
2023年第6期 Mechanical Management and Development No.6,2023
總第242期 機(jī)械管理開(kāi)發(fā) Total242
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2023.06.100
刮板輸送機(jī)鏈條故障！ 測(cè)及預(yù)防措施研究
郭智慧
（山西華陽(yáng)新能股份有限公司機(jī)電設(shè)備管理中心， 山西陽(yáng)泉045000)
摘要：通過(guò)分析刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)的鏈條故障問(wèn)題，提出了鏈條故障監(jiān)測(cè)技術(shù)及方案設(shè)計(jì)，搭建刮
板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)，進(jìn)行斷鏈自動(dòng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)刮板輸送機(jī)鏈條自動(dòng)保護(hù)、調(diào)速控制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析
研究，進(jìn)行鏈條故障預(yù)防，有效保障了綜采工作面生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中刮板輸送機(jī)鏈條的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī)；故障監(jiān)測(cè)；預(yù)防措施
中圖分類號(hào)：TD528.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-773X(2023)06-0246-02
0引言
刮板輸送機(jī)受到井下特殊工作環(huán)境的影響，以及
溜槽載重的無(wú)規(guī)律動(dòng)態(tài)變化，鏈條部件在傳動(dòng)過(guò)程中
極易出現(xiàn)斷鏈、脫鏈故障，嚴(yán)重影響到刮板輸送機(jī)設(shè)
備正常運(yùn)行以及煤礦企業(yè)的生產(chǎn)開(kāi)采效率。因此，通
過(guò)設(shè)計(jì)鏈條故障監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，安裝平臺(tái)進(jìn)行斷鏈故
障自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)設(shè)計(jì)鏈條自動(dòng)保護(hù)裝置、智能
調(diào)速系統(tǒng)，依據(jù)實(shí)際需求對(duì)鏈條故障進(jìn)行綜合預(yù)警監(jiān)
測(cè)，保障刮板輸送機(jī)鏈條結(jié)構(gòu)平穩(wěn)高效運(yùn)行。
1 刮板輸送機(jī)鏈條故障分析
1.1 斷鏈故障
刮板輸送機(jī)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，鏈條不可避免
地出現(xiàn)下垂、堆積現(xiàn)象，如果不及時(shí)進(jìn)行鏈條更換保
養(yǎng)，就很容易引發(fā)斷鏈故障。出現(xiàn)斷鏈的主要原因包
括刮板輸送機(jī)高負(fù)荷轉(zhuǎn)運(yùn)綜采工作面煤研物料過(guò)程
中，因煤分布不均造成順槽不均勻受力，造成鏈條
點(diǎn)蝕、磨損；綜采工作面復(fù)雜工作環(huán)境使得煤研等塊
體對(duì)鏈條碰撞，或煤研掉落卡在鏈條裂隙中引發(fā)斷鏈
事故等。
1.2 脫鏈故障
刮板輸送機(jī)發(fā)生脫鏈故障的原因主要包括以下
兩個(gè)方面，一是由于溜槽裝載煤量過(guò)大，機(jī)頭電機(jī)
突然高速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成鏈條高負(fù)荷的反向沖擊力，造成
脫鏈故障；二是刮板輸送機(jī)在綜采工作面布設(shè)長(zhǎng)度較
長(zhǎng)時(shí)，布設(shè)彎度過(guò)大造成的扭矩過(guò)大或各點(diǎn)鏈速不相
同，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中脫鏈?zhǔn)鹿实陌l(fā)生。其中鏈條保險(xiǎn)
銷出現(xiàn)切斷故障也是由于鏈條的非正常牽引過(guò)程中，
內(nèi)部張力激增造成的結(jié)果。
2 鏈條故障監(jiān)測(cè)技術(shù)及方案設(shè)計(jì)
2.1 鏈條斷鏈監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)
刮板輸送機(jī)斷鏈故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終端監(jiān)測(cè)模塊，
主要通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型斷鏈監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)斷鏈故障
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該裝置可直接安裝在刮板輸送機(jī)溜槽上，
如圖1所示[1]。斷鏈故障監(jiān)測(cè)裝置的主體結(jié)構(gòu)為套
2
3 4
5
9 6
8
1一刮板輸送機(jī)鏈條；2一溜槽；3一彈簧鋼片；4一直銷；5—套筒；
6一壓縮彈簧；7一斷鏈故障檢測(cè)回路；8、9一觸點(diǎn)
圖1 斷鏈故障監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)
筒、直銷、彈簧鋼片以及檢測(cè)回路等，斷鏈故障監(jiān)測(cè)裝
置作用機(jī)理為：
1)刮板輸送機(jī)未發(fā)生斷鏈故障時(shí)，在套筒內(nèi)部壓
縮彈簧的作用下，擠壓直銷以及彈簧鋼片抵觸至刮板
鏈，因鏈條未發(fā)生斷裂，導(dǎo)致壓縮彈簧頂端兩觸點(diǎn)未
能接觸，檢測(cè)回路不連通系統(tǒng)不報(bào)警。
2)當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈故障時(shí)，由于鏈條不再
提供抵觸支撐作用，壓縮彈簧將擠壓直銷以及彈簧鋼
片伸出，檢測(cè)回路兩觸電相遇回路連同，此時(shí)斷鏈監(jiān)
測(cè)裝置將發(fā)出報(bào)警并控制刮板機(jī)停機(jī)處理。該斷鏈故
障檢測(cè)裝置通過(guò)將斷鏈故障檢測(cè)回路連接至控制系
統(tǒng)，并將斷鏈數(shù)據(jù)傳輸至地面鏈條故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)
現(xiàn)斷鏈故障的遠(yuǎn)距離通信傳輸工作[2]
2.2 搭建鏈條故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)
如下頁(yè)圖2所示搭建出刮板輸送機(jī)鏈條運(yùn)行狀
況監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸處理[3]。鏈條
智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)主要包括以下三方面內(nèi)容：
1)地面監(jiān)測(cè)控制方面。通過(guò)井下交換機(jī)將數(shù)據(jù)傳
輸至地面監(jiān)控主機(jī)，并對(duì)斷鏈故障監(jiān)測(cè)裝置傳回?cái)?shù)據(jù)
進(jìn)行分析處理，對(duì)斷鏈故障進(jìn)行報(bào)警診斷。
2)數(shù)據(jù)采集分析方面。通過(guò)實(shí)時(shí)采集斷鏈故障檢
測(cè)回路的通斷信號(hào)，作為判斷刮板輸送機(jī)鏈條是否發(fā)
生斷裂故障的依據(jù)，并將該電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號(hào)向
上位機(jī)及地面監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)斷鏈故障預(yù)警。
3)終端執(zhí)行方面。主要通過(guò)設(shè)計(jì)的新型斷裂故障
收稿日期：2022-09-26
作者簡(jiǎn)介：郭智慧（1986一），男，山西陽(yáng)泉人，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)，機(jī)電工程師，研究方向?yàn)椴删蛟O(shè)備。
下轉(zhuǎn)第280頁(yè)）
2023年第6期 郭智慧：刮板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)及預(yù)防措施研究 ·247.
地面監(jiān)控
主機(jī)
數(shù)據(jù)傳輸
模塊
斷裂故障監(jiān)
測(cè)裝置
圖2 刮板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)組成
監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)
警，當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈故障時(shí)，斷裂故障監(jiān)測(cè)裝
置中壓縮彈簧將擠壓直銷以及彈簧鋼片伸出，檢測(cè)回
路兩觸電相遇回路連同，此時(shí)斷鏈監(jiān)測(cè)裝置將發(fā)出報(bào)
警并控制刮板機(jī)停機(jī)處理，并將監(jiān)測(cè)信號(hào)向地面監(jiān)控
平臺(tái)及時(shí)傳輸響應(yīng)。
3 刮板輸送機(jī)鏈條故障預(yù)防措施
3.1 斷鏈自動(dòng)保護(hù)
刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中因運(yùn)輸煤研量的變化
而受到大幅度變形沖擊時(shí)，鏈條的張緊程度發(fā)生了變
化，極易出現(xiàn)鏈條斷鏈、卡鏈故障。因此針對(duì)刮板機(jī)載
重量的變化以及鏈條張緊控制兩方面進(jìn)行刮板鏈自
動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)：
1)依據(jù)刮板輸送機(jī)溜槽煤研量來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟
?？刂?，同時(shí)可通過(guò)機(jī)頭電機(jī)滯后啟動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)鏈
條的預(yù)張緊控制。可通過(guò)計(jì)算刮板輸送機(jī)鏈條最大承
載力，設(shè)定鏈條自動(dòng)保護(hù)功能，當(dāng)承載煤研量超出設(shè)
定載荷值時(shí)可自動(dòng)停機(jī)報(bào)警。同時(shí)也可依據(jù)刮板輸送
機(jī)在綜采工作面內(nèi)布置總長(zhǎng)度以及彎曲量，來(lái)對(duì)電機(jī)
轉(zhuǎn)速進(jìn)行協(xié)同控制，避免因彎曲量過(guò)大扭矩疊加造成
的刮板輸送機(jī)斷鏈故障。
2)通過(guò)設(shè)計(jì)鏈條可調(diào)節(jié)張緊系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)刮板輸
送機(jī)張緊程度的控制，如圖3所示。具體可以根據(jù)監(jiān)
測(cè)底部鏈條的懸垂量或機(jī)尾液壓油缸伸縮量，通過(guò)比
較兩者與預(yù)設(shè)值之間的偏差，并通過(guò)調(diào)節(jié)液壓油缸伸
縮量來(lái)控制機(jī)尾架帶動(dòng)鏈輪位移，從而調(diào)節(jié)鏈條張緊
程度。通過(guò)設(shè)計(jì)鏈條可調(diào)節(jié)張緊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鏈條在
不同承受載荷下張緊程度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，可以減少
2
運(yùn)行方向
3
4
5
6
1一機(jī)尾液壓伸縮裝置；2一機(jī)尾架；3一機(jī)頭架；
4一張緊度監(jiān)測(cè)裝置；5一電磁閥；6一控制系統(tǒng)主機(jī)
圖3鏈條可調(diào)節(jié)張緊系統(tǒng)
刮板輸送機(jī)鏈條振動(dòng)、斷鏈脫鏈故障。
3.2 刮板輸送機(jī)鏈條智能調(diào)速控制
因刮板輸送機(jī)運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中煤研量過(guò)大造成
機(jī)組負(fù)荷過(guò)大，會(huì)嚴(yán)重影響電機(jī)、減速器等設(shè)備使用
壽命，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)停機(jī)故障。因此可通過(guò)監(jiān)測(cè)刮板輸
送機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)，以及對(duì)減速器
油溫參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄，通過(guò)各類傳感器設(shè)備將采集
數(shù)據(jù)上傳至PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)部件的實(shí)施
故障監(jiān)測(cè)控制。同時(shí)應(yīng)對(duì)傳感器設(shè)備進(jìn)行合理選型布
置，防止因綜采工作面復(fù)雜惡劣工作環(huán)境對(duì)傳感器設(shè)
備造成破壞。
通過(guò)上述調(diào)控方式確保刮板輸送機(jī)承載煤研量
與鏈速之間呈現(xiàn)一定正比關(guān)系，采用比例積分法實(shí)現(xiàn)
煤量與鏈條牽引速度之間的動(dòng)態(tài)變化控制[4。通過(guò)
智能調(diào)速控制技術(shù)，不僅降低了綜采工作面電力損
耗，也縮短了刮板輸送機(jī)鏈條牽引行程，提高了鏈條
等部件的使用壽命。
與驅(qū)動(dòng)部件故障監(jiān)測(cè)相對(duì)應(yīng)的是刮板輸送機(jī)智
能調(diào)速控制方案設(shè)計(jì)，通過(guò)刮板輸送機(jī)溜槽承載煤研
量的變化，靈活調(diào)控刮板輸送機(jī)運(yùn)行鏈速，保障刮板
機(jī)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，延長(zhǎng)鏈條使用壽命。監(jiān)測(cè)方案首先
應(yīng)確定刮板輸送機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)輸煤研量，將激光掃描傳感
器布設(shè)于刮板機(jī)機(jī)頭架上，通過(guò)掃描單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)
的煤研截面面積，同時(shí)結(jié)合刮板輸送機(jī)溜槽運(yùn)煤速
率，即可得到實(shí)時(shí)運(yùn)輸煤研量。智能調(diào)速控制技術(shù)通
過(guò)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)煤研量，當(dāng)運(yùn)輸煤研量較少時(shí)，應(yīng)降低鏈
條傳動(dòng)速度，降低刮板輸送機(jī)運(yùn)輸功率的同時(shí)提升輸
送效率；同時(shí)在承載范圍內(nèi)煤研輸送量較大時(shí)，可通
過(guò)提升鏈條牽引速度，降低刮板輸送機(jī)實(shí)際功率。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)搭建刮板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)平臺(tái)，利用斷
鏈監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)斷鏈故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，同時(shí)設(shè)計(jì)斷鏈
自動(dòng)保護(hù)裝置及調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防。通過(guò)上述綜
合刮板輸送機(jī)鏈條故障監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)，從鏈條張緊控
制、斷鏈故障監(jiān)測(cè)、智能調(diào)速控制等方面對(duì)鏈條運(yùn)行
狀態(tài)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警，有效保障了綜采工作面生產(chǎn)
開(kāi)采過(guò)程中刮板輸送機(jī)鏈條的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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（編輯：王慧芳）
上接第247頁(yè)）
上接第245頁(yè)）
（編輯：王慧芳）
·280. 第38卷
機(jī)械管理開(kāi)發(fā)
jxglkfbjb@126.com
理開(kāi)發(fā),2021,36(7):33-35.
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Roadway Support Technology When Mine Integrated Mining and Machine Excavation
Roadway Crossover
LiLefei
( Jinneng Holding Coal Industry Di Coal Shu'erli Coal Co., Ltd., Datong Shanxi 037000)
Abstract: Aiming at the problems of stress concentration, large deformation of the surrounding rock and easy fall of the roof plate in the
roadway when the roadway is intersected by comprehensive mining and machine excavation, taking the overview of the project of
intersection of comprehensive mining and machine excavation in a mine of Jinneng Holding Coal Group as an example, the deformation of
the surrounding rock in the roadway was effectively contrlled through scientific design of the anchor support parameters of the roadway,
reasonable retention of the coal column in the roadway and optimization of the design of the working face skid road, etc. The actual The
actual application results show that the sinking of the roadway roof in the intersection area is controlled within 26 mm, and the shifing of
both sides of the roadway is controlled within 19 mm, and the working face safely and smoothly passes through the intersection area of
comprehensive mining and machine tunneling, which better ensures the safe and efficient production of the mine.
Key words: integrated mining; machine excavation roadway; cross-over, stress zone; support technology
Reasons for the Upward and Downward Movement of the Scraper Conveyor in the Fully
Mechanized Mining Face and Its Solution Strategies
Hu Haipeng
(Fenxi Mining Group New Industry Development Co., Ltd., Jiexiu Shanxi 032000)
Abstract: The 6115 working face of Shuiyu Coal Mine is facing frequent difficulties in contrlling the upward sliding of scraper conveyors,
resulting in adverse conditions such as poor engineering quality, low production efficiency, and high safety risks. To solve this problem, the
reasons for the upward sliding phenomenon were analyzed from two aspects: the pushing scraper conveyor and the pulling hydraulic
support. Key parameters such as the small deviation of the middle slot of the conveyor and the angle of the hydraulic support push rod were
identified. Based on engineering practice and on-site experience, targeted solutions such as bidirectional coal cutting, adjusting pseudo
inclination, hydraulic assistance, and offset transfer machine were developed. The upward sliding phenomenon occurred at different stages,
Selecting one or more governance measures according to needs has effectively solved the problem of previous upward and downward
movements during the mining process of the 6115 working face, ensuring safe and efficient mining of the working face.
Key words: scraper conveyor,up and down; offset trace; adjusting the pseudo tilt; bidirectional coal cutting
Research on Fault Monitoring and Prevention Technology of Scraper Conveyor Chain
Guo Zhihui
( Mechanical and Electrical Equipment Management Center of Shanxi Huayang Xinneng Co., Ltd.
Yangquan Shanxi 045000)
Abstract: By analyzing the chain fault problems that are prone to occur during the operation of scraper conveyors, a chain fault monitoring
technology and scheme design were proposed. A scraper conveyor chain fault monitoring platform was built for automatic monitoring of
chain breakage. At the same time, key technologies such as automatic protection and speed control of scraper conveyor chains were
analyzed and studied to prevent chain faults, effectively ensuring the safe and stable operation of the scraper conveyor chain during the
production and mining process of the fully mechanized mining face.
Key words: scraper conveyor; fault monitoring; prevention and control technology

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