Chapitre 1 : L'importance de la protection de sécurité des convoyeurs à bande en mine de charbon souterraine et aperçu des « cinq protections majeures »
Dans les systèmes modernes d'exploitation souterraine du charbon, de transport en galerie de traçage et de préparation du charbon en surface, le convoyeur à bande constitue l'artère centrale du transport continu de matériaux en vrac et achemine d'énormes volumes de charbon et de minerai. Comme le milieu souterrain est confiné, humide et fortement empoussiéré, et que l'exploitation se fait sur de longues distances, avec de fortes inclinaisons et sous forte charge, toute défaillance mécanique ou perte de contrôle peut facilement dégénérer en accident grave, la chaleur de frottement pouvant même déclencher une explosion de grisou ou de poussière de charbon.
Afin d'élever fondamentalement le niveau de sécurité intrinsèque du transport mécanique et électrique de la mine, les règlements nationaux de sécurité des mines de charbon et les normes sectorielles applicables imposent strictement que les convoyeurs à bande souterrains soient équipés d'un système de protection complet, dont le cœur — les « cinq protections majeures » (protection contre le glissement, protection contre le déport de bande, protection contre la déchirure, protection d'arrêt d'urgence par câble et protection contre le bourrage) — forme un filet de sécurité tridimensionnel sur toute la ligne. Cet article décrit de manière objective et systématique les emplacements d'installation précis et les fonctions correspondantes de ces cinq dispositifs de protection essentiels, à l'attention des responsables de la sécurité des mines et des personnels techniques.
Chapitre 2 : Détecteur de glissement — le « gardien de sécurité » qui synchronise la vitesse du tambour moteur et celle de la bande
2.1 Emplacement d'installation
Le détecteur de glissement est généralement installé à proximité du tambour moteur (ou du tambour mené) du convoyeur à bande. Sa sonde de détection ou sa roue de mesure de vitesse est maintenue au contact étroit de la face non porteuse de la bande ou de la face d'extrémité du tambour moteur, afin de capter en temps réel et avec précision l'écart de vitesse linéaire entre le tambour et la bande transporteuse.
2.2 Fonctions essentielles et principe de fonctionnement
En charge élevée ou au moment du démarrage, un glissement relatif entre le tambour moteur et la bande (c'est-à-dire un « patinage ») entraîne l'arrêt de la bande tandis que le tambour tourne à vide. Ce frottement intense produit instantanément une forte chaleur, qui peut brûler la bande et même enflammer les matériaux combustibles voisins.
- Surveillance par comparaison de vitesses : un capteur interne compare en permanence la vitesse de rotation du tambour moteur et la vitesse réelle de déplacement de la bande.
- Déclenchement automatique en cas de dépassement : lorsque l'écart de vitesse dépasse le seuil réglé (généralement un pourcentage déterminé de la vitesse nominale, maintenu pendant plusieurs secondes), le contact interne du détecteur s'actionne, envoie un signal d'arrêt au système de contrôle (PLC/DCS) et coupe l'alimentation du moteur principal, évitant efficacement l'incendie dû à la chaleur de frottement.
Chapitre 3 : Interrupteur de déport de bande à deux niveaux — la « ligne de positionnement précise » qui prévient la dérive latérale et la déchirure
3.1 Emplacement d'installation
Les interrupteurs de déport à deux niveaux sont installés par paires sur les châssis des deux côtés de la bande. Ils sont généralement répartis en tête, en queue, sur les sections droites intermédiaires et dans les zones de tension et de forte charge. Sur un convoyeur standard à longue distance, une paire est montée symétriquement tous les 30 à 50 mètres.
3.2 Fonctions essentielles et mécanisme de déclenchement à deux niveaux
Du fait d'un chargement décentré, d'un encrassement des tambours ou de rouleaux qui tournent mal, la bande se déplace facilement latéralement en fonctionnement. Si le défaut n'est pas corrigé à temps, le bord de la bande s'use violemment contre le châssis métallique et peut se déchirer.
- Premier niveau — alarme (déport léger) : lorsque la bande dévie d'un côté et atteint le premier angle réglé (par exemple 10°-12°), le contact de premier niveau se ferme, émet une alarme sonore et visuelle et invite l'opérateur de service ou le dispositif de recentrage automatique à intervenir.
- Second niveau — arrêt (déport important) : si le déport s'aggrave et atteint le second angle réglé (par exemple 30°-35°), le contact de second niveau s'actionne immédiatement et verrouille le système de contrôle pour un arrêt d'urgence, empêchant l'aggravation de la situation.
Chapitre 4 : Détecteur de déchirure longitudinale — la ligne de défense qui protège la bande contre la perforation par des objets pointus
4.1 Emplacement d'installation
Le détecteur de déchirure longitudinale est généralement installé sous le point de déversement du matériau, entre les rouleaux amortisseurs ou dans la section concave de chargement. Cette zone est celle où les gros blocs de stériles, les pièces métalliques et autres corps étrangers pointus risquent le plus de heurter, percer et déchirer longitudinalement la bande.
4.2 Fonctions essentielles et mécanisme de protection
Une déchirure longitudinale de la bande entraîne souvent la mise au rebut de la bande entière, avec des pertes économiques considérables et un long arrêt pour réparation.
- Détection des corps étrangers et des perforations : lorsqu'un objet pointu tombe et perfore la bande, ou lorsque le capteur de déchirure détecte une pression anormale et une fuite de matériau, le système de détection réagit instantanément.
- Arrêt d'urgence verrouillé : le détecteur délivre un signal de commutation hautement fiable qui force l'arrêt du moteur principal du convoyeur, limite la longueur de déchirure au minimum possible et protège l'installation d'une destruction coûteuse.
Chapitre 5 : Interrupteur à câble bidirectionnel — la « garantie d'arrêt d'urgence vitale » sur toute la ligne
5.1 Emplacement d'installation
Les interrupteurs à câble bidirectionnels sont disposés longitudinalement, par paires et en continu sur les châssis des deux côtés de toute la ligne du convoyeur. Un câble d'acier relie en série tous les interrupteurs le long de la ligne, de sorte que chaque point, de la tête à la queue du convoyeur, soit couvert.
5.2 Fonctions essentielles et mécanisme d'auto-verrouillage
Dans l'environnement souterrain complexe, en cas de panne soudaine d'un équipement, de personne happée ou de besoin de maintenance, le personnel sur site doit pouvoir arrêter la machine instantanément depuis n'importe quel endroit.
- Déclenchement en tout point de la ligne : tirer le câble d'acier en un point quelconque actionne le levier mécanique interne de l'interrupteur et coupe le circuit de commande.
- Auto-verrouillage mécanique et réarmement manuel : après déclenchement, le mécanisme se verrouille mécaniquement, empêchant un redémarrage intempestif de la machine lorsque le câble est détendu ; l'équipement ne peut être remis en service qu'après élimination du danger sur place et réarmement manuel par le personnel de sécurité, garantissant une sécurité absolue des interventions et de l'exploitation.
Chapitre 6 : Détecteur de bourrage de goulotte — la « ligne de défense de la gorge » qui prévient l'accumulation de matériau et les accidents secondaires
6.1 Emplacement d'installation
Les détecteurs de bourrage de goulotte sont principalement installés aux points stratégiques du système de convoyage : goulottes de déversement, goulottes des points de transfert et bouches de déchargement des silos à charbon (cheminées à minerai).
6.2 Fonctions essentielles et prévention du bourrage
En transport continu, si le convoyeur aval s'arrête à la suite d'une panne ou si le matériau s'écoule mal, le matériau amont s'accumule rapidement dans la goulotte, jusqu'à l'obturer complètement, ensevelir les tambours ou déchirer la bande.
- Détection de l'accumulation de matériau : le détecteur (généralement à principe de palette tournante, à diapason ou capacitif) surveille en continu le niveau de matériau dans la goulotte.
- Commande verrouillée et arrêt du convoyeur amont : lorsque le niveau atteint la sonde de détection, l'appareil délivre un signal de bourrage — il déclenche une alarme d'une part et se verrouille électriquement avec le convoyeur à bande amont d'autre part, de sorte que celui-ci s'arrête automatiquement, évitant les accidents en chaîne dus à la surcharge de matériau et garantissant la fluidité et la sécurité du système de transport souterrain.
