在煤炭生產行業中，鋼絲繩芯帶式輸送機由于其自身的優點，廣泛用于礦井主運輸系統。其主要牽引力來自于內部的鋼絲繩。一般鋼絲繩芯輸送帶的縱向抗拉強度都在1 000 N/mm以上，正常情況下是可以保證皮帶的安全性的，但其接頭部位強度一般會降低20%以上。在鋼絲繩芯輸送帶運行過程中，接頭常因受外力過大而發生抽動，輸送帶中的鋼絲繩也常因外力的沖擊而被砸斷，或者因覆蓋膠破損進水從而造成繩芯銹蝕或斷繩。這些問題的出現必然會給輸送帶的安全運行帶來極大隱患，甚至造成斷帶等重大事故。
由于煤礦環境的特殊性，輸送帶鋼絲繩的斷繩、銹蝕及接頭抽動等運行情況的安全檢測是煤礦生產的薄弱環節。以前通常采用X光透視機對輸送帶進行透視檢測。這種方法可以較直觀地看到接頭處鋼絲繩的大幅抽動情況，也可看到鋼絲繩的大幅斷繩情況，但也存在以下弊病：檢測時必須停止生產，且需采取加大通風量、嚴格監測瓦斯等特殊措施；因X光源較小，故對整條輸送帶及所有接頭進行全部檢測難度較大，時間較長；對輸送帶的銹蝕、小幅度斷繩及接頭小幅度抽動等情況不容易發現；工人的勞動強度大，且X光會產生輻射，對工人的身體造成損害。因此，考慮使用一種能對輸送帶鋼絲繩的斷繩、銹蝕、接頭抽動等運行情況進行全面自動檢測的系統代替現有系統勢在必行。大同煤礦集團公司通過安裝ZSW-II型煤礦用鋼芯輸送帶無損監測裝置實現對在用鋼絲繩芯輸送帶的日常監測，做到防患于未然。
1、礦用鋼芯輸送帶無損檢測裝置的工作原理
ZSW-II型煤礦用鋼芯輸送帶無損監測裝置基于漏磁檢測原理，主要實現輸送機運行中鋼絲繩芯各種斷繩、銹蝕、接頭抽動、移位、鍍鋅層老化等情況的在線檢測及精確定位，最終打印文字報告并可實現局域網數據共享。該裝置為礦用隔爆裝置兼本質安全型，可廣泛適用于礦山、港口、冶金、電力、化工等各種工業場所及含有瓦斯等各種爆炸氣體的場合。鐵磁材料時，若材料的材質是連續、均勻的，則材料中的磁感應線將被約束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，幾乎沒有磁感應線從表面穿出，被檢表面沒有磁場；但當材料中存在著切割磁力線的缺陷時，材料表面的缺陷或組織狀態變化會使磁導率發生變化，由于缺陷處的磁導率很小，磁阻很大，使得磁路中的磁通發生畸變，磁感應線會改變途徑，除了一部分的磁通會直接通過缺陷或是在材料內部繞過缺陷外，還有部分磁通會離開材料的表面，通過空氣繞過缺陷再重新進人材料，在材料表面缺陷處形成漏磁場。我們可以通過磁敏感傳感器檢測到漏磁場的分布及大小，從而達到無損檢測的目的。
該裝置中傳感器應安裝在盡量遠離強磁場且不易受砸的地方，一般安裝于機頭附近輸送帶抖動小的回程帶上方。傳感器箱下表面距離底皮帶上表面的高度以60 mm(正負誤差不大于5mm)為宜，監測的帶速不能超過6 m/s。隔爆兼本安控制箱可安裝于附近的硐室中，上位計算機安裝于地面控制室。傳感器與控制箱通過電纜連接，控制箱與上位計算機可通過光纖（或電話線）傳輸。其系統布置框圖如圖2所示，當輸送帶正常運轉時，發射傳感器給輸送帶中的鋼絲繩施加一個恒定的磁場信號，當有上述異常情況出現時將引起鋼絲繩上磁場信號變化，接收傳感器拾取該變化的磁場信號并進入DSP數據采集、控制、傳輸系統，最后進入上位計算機進行數據接收、校驗、后處理，最終得出鋼繩芯輸送帶的安全監測報告。
2、系統功能
①輸送帶內鋼絲繩芯銹蝕、斷繩、接頭抽動、移位、鍍鋅層老化等工況的高速、在線、電磁檢測及精確定位；
②損傷點及接頭數據可通過日期、接頭號、實際距離等選項進行查詢、觀看和分析；
③輸送帶各接頭信號的曲線趨勢圖顯示，準確預測該接頭的未來發展趨勢；
④出具檢測數據及文字報告；
⑤各檢測值的長時存儲及報表打印；
⑥可通過光纖遠距離傳輸并可進入用戶局域網實現數據共享。
3、系統特點
①實現了電磁監測，對輸送帶無損、對人體無害；
②實現了在線監測，無需停車，不影響生產；
③無傳感器調節窗口，溫度自適應，免維護、高性能的傳感器，使系統工作更可靠；
④通過接頭的曲線趨勢圖可準確預測該接頭的未來發展走勢，從而可提前對某接頭作出加固或重新硫化處理，先期排除隱患，確保安全生產；
⑤面向用戶的人性化、模塊化的軟件設計，使用戶無須太多的計算機知識也可以輕松使用該系統。
4、裝置的應用
大同煤礦集團白洞煤業公司930皮帶為主運輸皮帶(ST3150型皮帶)，帶寬1m，帶長l 700 m，帶速2 m/s，鋪設角度250，運量達450 t/h。皮帶內鋼絲繩為64根。無損檢測裝置傳感器的監測面為扇形，一個傳感器可以監測2—3根鋼絲繩。為保證監測的準確性，每根鋼絲繩至少要有3個傳感器，一般設置3～5個傳感器，因此該皮帶安裝40個傳感器。
無損檢測裝置每次采集信號后，每個皮帶接頭都會得到一個信號總量，根據采集日期的不同，在表格中顯示其應的數據，并繪出所采集接頭信號總量變化量的特征曲線。如圖3所示，圖中a、b兩條線是裝置預設的接頭超限報警線，c線為皮帶正常情況下接頭信號總量變化量的特征曲線，一旦特征曲線超出了a、b兩根線，其表格中相應的接頭所得到的參數值顯示為灰色。
表格中如果偶爾一個或者兩個接頭所示數值出現灰色，則認為是由抖動造成的。如果出現連續的灰色的接頭數據，則表示該接頭出現了異常。
當皮帶異常時，檢測裝置的定位系統會對其進行定位，并形成表格顯示出來。傳感器接收的信號數越多，說明鋼絲繩的斷頭數也越多。我們可根據表格對應地找出所屬接頭及確定的位置，之后用X光機進行再次檢測，準確發現該接頭的異常情況。
在皮帶使用無損監測裝置的同時我們還應用X光對皮帶進行拍照，并對兩者的監測結果進行對比。在6個月的時間里ZSW裝置顯示皮帶有3次異常，分別為3#接頭57 m處，6#接頭143 m處和7#接頭22 m處。通過用X光的再次檢測，確定這3次的報告準確性達到99%，且損傷點定位橫向誤差不超過±100 mm，縱向誤差不超過+25 mm。通過對皮帶損傷的提前處理，有效預防r事故的發生，減少了皮帶檢修時間，提高了礦井生產效率。
5、結語
大同煤礦集團白洞煤業公司930、永定莊主斜井、燕子山主斜井皮帶輸送機于2009年3月安裝使用zsw-n單電磁型礦用鋼絲繩芯輸送帶無損檢測裝置，至今運行情況正常，對皮帶接頭狀況檢測情況經與X光機檢測進行對比，精確度很高，保證了輸送機的安全運行，保障了煤炭的安全生產，具有廣闊的推廣前景。
