煤矿皮带输送机作为煤炭开采与运输的核心设备，其运行状态直接影响矿井生产效率与安全。根据设备生命周期规律，皮带输送机在早期、中期、晚期阶段会呈现不同特征的问题。本文结合实际案例与技术资料，系统梳理各阶段典型故障及解决方案，为矿山企业提供设备管理参考。
一、早期阶段：安装调试期问题与优化
1.1 机械安装偏差导致运行异常
皮带输送机在安装调试阶段易出现滚筒轴线不平行、托辊组中心线偏移等问题。某矿井数据显示，早期跑偏故障中，因安装偏差导致的占比达42%。例如，主动滚筒与从动滚筒轴线存在0.5°偏差时，皮带边缘磨损速度将提升3倍。
应对措施：
采用激光校准仪检测滚筒轴线平行度，误差需控制在±0.1°以内；
托辊组安装后需进行动态跑偏测试，通过调整轴承座位置实现纠偏；
安装跑偏传感器，每50米间距交替布置，实时监测皮带偏移量。
1.2 电气系统匹配性不足
早期设备启动时，电机过载保护装置易因参数设置不合理触发误动作。某矿井调试记录显示，因变频器与电机功率不匹配导致的停机事件占比达28%。
应对措施：
根据负载特性调整变频器启动曲线，软启动时间设置为5-8秒；
安装电流互感器实时监测电机负载，超载10%时自动触发降频保护；
定期校验过载保护装置，确保动作电流误差不超过±5%。
二、中期阶段：高负荷运行期故障频发
2.1 皮带本体损伤累积
中期阶段皮带因长期受载易出现硫化接头开裂、边缘磨损等问题。某矿井统计显示，中期皮带断裂事故中，接头质量问题占比达65%。当皮带横向撕裂长度超过带宽20%时，输送效率将下降40%。
应对措施：
建立皮带损伤数据库，每月进行X光探伤检测；
对硫化接头实施动态监测，发现裂纹长度超过50mm时立即修复；
采用冷硫化修补技术处理局部破损，修补层厚度需与原皮带一致。
2.2 驱动系统性能衰减
减速机齿轮磨损、轴承润滑失效是中期常见问题。某矿井检修记录显示，减速机故障中齿轮点蚀占比达58%，轴承保持架断裂占比27%。当齿轮侧隙超过0.3mm时，传动效率将下降15%。
应对措施：
每季度进行齿轮油铁谱分析，铁屑含量超0.2g/L时更换润滑油；
安装振动传感器监测轴承状态，振动速度超过4.5mm/s时预警；
采用强制润滑系统，确保轴承供油量不低于0.5L/min。
2.3 托辊组失效模式
中期托辊故障主要表现为轴承卡死、密封失效。某矿井统计显示，托辊平均寿命为18个月，其中轴承损坏占比72%。当托辊转速低于额定值80%时，皮带运行阻力将增加25%。
应对措施：
选用迷宫式密封托辊，粉尘侵入量降低60%；
建立托辊旋转阻力测试台，定期检测旋转阻力，超标时更换；
采用自动润滑系统，每班补充2#锂基脂，确保轴承润滑。
三、晚期阶段：老化失效期安全风险
3.1 皮带强度衰减与断裂
晚期皮带因长期疲劳出现强度下降，某矿井检测数据显示，使用3年后的皮带抗拉强度下降至初始值的65%。当皮带伸长率超过3%时，易发生纵向撕裂。
应对措施：
安装拉力传感器实时监测皮带张力，超限自动停机；
采用超声波探伤检测钢丝绳芯断裂情况，单根钢丝断裂即预警；
储备备用皮带，断裂事故发生后2小时内完成更换。
3.2 结构件疲劳与断裂
晚期机架、滚筒等结构件因疲劳产生裂纹。某矿井事故分析显示，机架焊缝开裂占比达82%，滚筒轴断裂占比13%。当机架变形量超过0.5%时，皮带跑偏风险增加3倍。
应对措施：
每年进行磁粉探伤检测结构件，重点检查焊缝区域；
对滚筒轴实施有限元分析，应力集中部位进行强化处理；
建立结构件寿命档案，达到设计寿命时强制报废。
3.3 控制系统老化失效
晚期电气元件因老化出现接触不良、误动作等问题。某矿井统计显示，接触器触点烧蚀占比68%，PLC模块故障占比22%。当控制回路绝缘电阻低于1MΩ时，易引发短路事故。
应对措施：
每半年进行电气性能测试，重点检查接触器吸合电压；
对PLC模块实施冗余配置，主模块故障时自动切换备用模块；
建立元器件寿命清单，使用超过5年的元件强制更换。
四、全生命周期管理策略
4.1 智能化监测系统
部署物联网传感器网络，实现：
皮带张力、速度、温度实时监测；
驱动系统振动、噪声在线分析；
结构件应力应变动态监测。
4.2 预防性维护体系
建立三级维护制度：
日检：清洁、紧固、润滑；
周检：部件磨损检测、参数调整；
年检：全面性能测试、大修。
4.3 备件管理优化
实施ABC分类法管理备件：
A类：关键部件（如皮带、减速机），保持100%库存；
B类：常用部件（如托辊、轴承），保持50%库存；
C类：低值易耗品，按需采购。
五、结语
煤矿皮带输送机的生命周期管理需贯穿设计、制造、安装、运行、维护全过程。通过建立故障预警模型、实施精准维护策略、强化备件管理，可显著降低设备故障率，延长使用寿命。矿山企业应结合自身实际，制定科学的设备管理方案，为安全生产提供坚实保障。
