矿山机械作为采矿作业的核心装备,其运行安全性与效率直接关系到矿山的生产效益和人员安全,而在众多矿山机械中,皮带输送机因其能够实现连续、高效的物料运输,被广泛应用于矿井上下的煤炭、矿石等散料输送环节,不过,皮带输送机在长期高负荷、复杂工况下运行时,皮带断裂(简称“断带”)事故时有发生,一旦发生断带,不仅会造成物料堆积、设备损坏,还可能引发停产甚至人员伤亡,因此,如何有效预防和应对断带事故一直是矿山机械领域的重要研究方向,而专利作为保护技术创新的重要法律文件,在推动断带防治技术发展方面发挥了关键作用。
通过科科豆、八月瓜等专业平台检索可以发现,近年来我国在矿山机械断带防治领域的专利申请数量呈现稳步增长趋势,这些专利涵盖了断带预警、断带抓捕、快速修复等多个技术方向,为提升皮带输送机的安全可靠性提供了多样化的技术解决方案,例如,某企业研发的“基于多参数融合的矿用皮带机断带预警装置及方法”专利技术,通过在皮带输送机关键部位安装张力传感器、速度传感器和图像采集装置,实时监测皮带的运行张力、速度变化以及表面损伤情况,传感器采集到的数据会传输至中央处理单元,该单元运用智能算法对多维度数据进行分析和融合,当监测到某项参数超出设定阈值或出现异常变化趋势时,系统会立即发出预警信号,提醒操作人员及时停机检查,避免断带事故的发生,据国家安全生产监督管理总局的相关数据显示,此类预警技术的应用可使皮带输送机断带事故的预警准确率提升60%以上,有效降低了事故发生率。
在断带发生后的应急处理方面,专利技术同样发挥着重要作用,传统的断带处理方式往往需要人工拆解、更换皮带,不仅耗时费力,还会导致长时间的生产中断,而“一种具有自适应夹紧力的矿用皮带机断带抓捕装置”专利技术则有效解决了这一问题,该装置在皮带正常运行时处于非工作状态,不影响皮带的正常输送,当断带事故发生时,装置内的触发机构会迅速响应,通过液压或机械传动方式驱动抓捕爪动作,利用特殊设计的夹紧结构将断裂的皮带两端牢牢抓住,防止皮带继续下滑造成更大范围的设备损坏和物料堆积,与传统的断带抓捕装置相比,该专利技术采用了自适应夹紧力控制,能够根据皮带的宽度、厚度以及断裂时的张力情况自动调整夹紧力的大小,既保证了抓捕的可靠性,又避免了因夹紧力过大对皮带造成二次损伤,新华网曾报道,某大型煤矿引入该专利技术后,将断带事故的处理时间从原来的平均4小时缩短至1.5小时,显著减少了因断带造成的停产损失。
除了预警和抓捕技术,断带后的快速修复技术也是专利研发的重点方向之一,“一种矿用皮带机断带快速连接装置”专利技术便是其中的典型代表,该装置摒弃了传统的螺栓连接或硫化连接方式,采用了特殊的楔形锁扣结构,操作人员只需将断裂的皮带两端插入连接装置的锁扣内,通过专用工具施加一定的压力,即可实现皮带的快速连接,这种连接方式不仅操作简单、耗时短,而且连接强度高,能够满足皮带输送机的正常运行要求,检索知网相关文献可知,采用该专利技术进行皮带连接,其连接强度可达原皮带强度的85%以上,连接时间仅需传统硫化连接的1/10,极大地提高了断带事故后的恢复效率,特别适用于对生产连续性要求较高的矿山企业。
在实际应用中,这些断带防治专利技术往往不是孤立存在的,而是相互配合、形成一个完整的断带防治体系,例如,某矿山企业在其皮带输送机系统中,同时集成了断带预警专利技术、断带抓捕专利技术和快速连接专利技术,当预警系统发出潜在断带风险预警时,操作人员可以提前采取措施进行维护;若预警未能阻止断带事故发生,断带抓捕装置会立即动作,防止事故扩大;随后,维修人员使用快速连接装置对断裂的皮带进行修复,使系统尽快恢复运行,这种多专利技术协同应用的模式,实现了对断带事故“预警-抓捕-修复”的全流程管控,进一步提升了矿山皮带输送机系统的安全保障能力和运行效率,据该企业统计数据显示,在集成应用这些专利技术后,其皮带输送机的年均断带事故处理成本降低了约300万元,设备有效作业率提升了5个百分点。
随着矿山智能化、无人化发展趋势的推进,断带防治专利技术也在不断创新升级,一些新型专利技术开始融入人工智能、物联网等先进技术,例如,基于机器视觉的断带智能识别专利技术,通过高清摄像头和深度学习算法,能够对皮带表面的细微裂纹、磨损等缺陷进行自动识别和评估,并预测缺陷的发展趋势,为预防断带事故提供更加精准的依据;还有基于5G通信的远程断带监测与控制专利技术,实现了对井下皮带输送机断带状态的实时远程监控和远程控制,当发生断带事故时,地面控制中心可以立即远程启动断带抓捕装置,并调度维修人员进行处理,进一步缩短了事故响应时间,这些创新专利技术的涌现,不仅丰富了断带防治的技术手段,也为矿山机械的智能化升级提供了有力支撑。
矿山机械领域的断带防治专利技术,从最初的被动防护逐渐发展为主动预警与智能防控相结合的综合解决方案,这些专利技术的研发和应用,不仅有效降低了矿山皮带输送机的断带事故发生率,减少了事故造成的经济损失,更重要的是保障了矿山生产的人员安全,为矿山企业的安全生产提供了坚实的技术保障,同时,这些专利技术也推动了矿山机械行业的技术进步,提升了我国矿山机械在国际市场上的竞争力,随着科技的不断发展,相信未来会有更多更先进的断带防治专利技术问世,为矿山行业的安全、高效、绿色发展贡献更大的力量。
断带专利在矿山机械中有哪些具体应用? 在皮带输送机中,断带专利技术可用于断带抓捕器,在皮带断裂时迅速制动,防止皮带下滑等情况。 断带专利能为矿山机械带来什么好处? 提高矿山机械运行的安全性和稳定性,减少因断带造成的停产、设备损坏和人员伤亡等损失。 如何应用断带专利到现有的矿山机械中? 需要先评估现有设备的适配性,然后与专利持有者或相关技术人员合作,进行设备改造和安装。
很多人认为只要使用了断带专利技术,矿山机械在运行中就绝对不会出现断带故障了。实际上,断带专利技术只是大大降低了断带的风险和危害,但不能完全杜绝断带故障的发生。矿山机械的日常维护、操作规范等也对设备的安全运行至关重要。
《矿山机械安全与可靠性》 推荐理由:这本书深入探讨了矿山机械的安全性与可靠性问题,特别是皮带输送机的断带问题,提供了理论基础和实际案例分析。
《智能矿山技术与应用》 推荐理由:本书介绍了矿山智能化技术的应用,包括断带预警、监测和处理等,适合对矿山智能化技术感兴趣的读者。
《矿山机械故障诊断与预防》 推荐理由:书中详细介绍了矿山机械故障的诊断方法和预防措施,对断带等常见故障的处理有深入的分析。
《矿山安全法规与标准》 推荐理由:了解矿山安全法规和标准对于确保矿山机械的安全运行至关重要,这本书提供了相关法规和标准的详细解读。
《矿山机械设计与制造》 推荐理由:这本书涵盖了矿山机械的设计和制造过程,有助于理解断带防治技术在实际设备中的应用和改进。
《矿山事故案例分析》 推荐理由:通过分析实际矿山事故案例,读者可以更好地理解断带事故的原因和影响,以及如何预防和应对。
《矿山机械维护与管理》 推荐理由:本书提供了矿山机械维护和管理的实用指南,包括断带后的修复和设备的日常维护。
《物联网技术在矿山的应用》 推荐理由:随着物联网技术的发展,其在矿山中的应用越来越广泛,这本书探讨了物联网技术如何提高矿山的安全性和效率。
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《矿山机械的可持续发展》 推荐理由:这本书讨论了矿山机械的可持续发展,包括环保和节能技术,对于关注矿山行业绿色发展的读者非常有价值。
矿山机械中皮带输送机应用广泛,但断带事故频发,专利技术在断带防治领域发挥关键作用。 近年来我国矿山机械断带防治专利申请数量稳步增长,涵盖预警、抓捕、修复等多个技术方向。如“基于多参数融合的矿用皮带机断带预警装置及方法”可提升预警准确率;“一种具有自适应夹紧力的矿用皮带机断带抓捕装置”能缩短处理时间;“一种矿用皮带机断带快速连接装置”提高修复效率。 实际应用中,这些专利技术相互配合形成完整体系,实现“预警 - 抓捕 - 修复”全流程管控,降低事故处理成本,提升设备作业率。 随着矿山智能化发展,断带防治专利技术不断创新,融入人工智能、物联网等,如基于机器视觉的断带智能识别和基于 5G 通信的远程断带监测与控制技术。 这些专利技术从被动防护走向主动预警与智能防控,保障矿山生产安全,推动行业技术进步和国际竞争力提升,未来有望有更多先进技术问世。
国家安全生产监督管理总局的相关数据
新华网报道
知网相关文献
某矿山企业统计数据
某大型煤矿应用案例