在煤矿生产体系中，皮带机作为核心运输设备，承担着煤炭、矸石等物料的高效输送任务。然而，受煤矿井下复杂环境、高强度作业及重载运输等因素影响，皮带机故障频发，不仅影响生产效率，更可能引发安全事故。本文基于行业实践与事故案例，系统分析煤矿皮带机重载运行中常见的故障类型、成因及应对策略，为设备运维提供技术参考。

一、重载引发的典型故障类型及成因
1. 皮带断裂：超负荷与材料老化的双重威胁
皮带断裂是重载运输中最严重的故障之一。某煤矿主运巷曾发生钢丝绳芯皮带断裂事故，断裂瞬间皮带以每秒6米的速度回弹，造成3名检修人员被卷入驱动滚筒。事故调查显示，断裂直接源于以下原因：

超负荷运行：皮带长期超设计承载量运输，导致钢丝绳芯疲劳断裂；
接头硫化工艺缺陷：接头强度未达国家标准，成为断裂薄弱点；
维护缺失：未定期检测皮带剩余强度，超期服役设备未及时更换。
此外，皮带老化、龟裂、划痕等损伤积累也会显著降低抗拉强度。统计表明，78%的断裂事故皮带存在超过10处未修补划痕，部分接头强度仅为设计值的63%。

2. 皮带跑偏：物料分布失衡的连锁反应
重载条件下，皮带跑偏发生率显著上升。某露天煤矿转载点曾因皮带跑偏引发煤炭自燃，火势蔓延导致价值800万元设备损毁。跑偏的成因包括：

物料偏载：煤炭在皮带上分布不均，导致单侧张力过大；
安装误差：滚筒轴线与皮带中心线不垂直，或托辊组安装倾斜；
设备老化：滚筒表面磨损、托辊卡死导致摩擦力差异。
跑偏不仅会引发撒料、磨损边胶，更可能因摩擦生热引燃煤炭，构成重大安全隐患。

3. 皮带打滑：张力不足与摩擦失效的恶性循环
打滑是重载运输的常见故障，其根源在于：

初张力不足：张紧装置调整不当或皮带伸长导致张力下降；
摩擦系数降低：滚筒表面沾煤、淋水或磨损，或皮带表面灰尘积聚；
超载运行：物料重量超过皮带与滚筒间的摩擦力极限。
某矿业集团统计显示，打滑故障中42%由超载引发，31%源于张紧系统失效。打滑会导致皮带温度升高，加速橡胶老化，甚至引发火灾。

4. 异常声响与振动：零部件失效的预警信号
重载运行时，轴承磨损、联轴器不对中或托辊卡死等故障会引发异常声响。某煤矿曾因减速箱润滑油污染导致轴承异常磨损，轴承寿命缩短300%，最终引发减速机断轴事故。此类故障若未及时处理，可能演变为设备停机或人员伤亡。

5. 逆转飞车：制动系统失效的极端风险
在倾斜巷道中，重载皮带机可能因制动闸力矩不足或操作失误发生逆转飞车。某煤矿曾因制动闸调整不当，导致满载皮带反向运行，造成物料堆积、设备损坏及人员伤亡。此类事故多与以下因素相关：

制动闸力矩不足：未定期校验制动性能，或制动器磨损未及时更换；
超载运行：物料重量超过制动系统设计能力；
操作失误：紧急情况下未执行正确停机程序。
二、重载故障的预防与应对策略
1. 强化设备选型与质量管控
皮带选型：根据运输量、倾角及物料特性选择高强度皮带，优先选用钢丝绳芯或难燃型胶带；
接头工艺：采用硫化接头或机械接头时，严格遵循工艺标准，确保接头强度不低于皮带本体强度的85%；
零部件质量：选用耐磨、耐腐蚀的滚筒、托辊及轴承，避免因劣质配件引发连锁故障。
2. 优化安装与调试流程
轴线校准：使用激光对中仪确保滚筒、托辊组轴线与皮带中心线垂直，偏差控制在±0.5mm以内；
张力调整：根据皮带长度、负载特性调整张紧装置，确保初张力满足摩擦传动需求；
跑偏校正：通过调整托辊组位置、安装调心托辊或增加防跑偏挡辊，消除皮带跑偏隐患。
3. 实施预防性维护与状态监测
定期巡检：建立“五定”巡检制度（定人、定点、定时、定标准、定路线），重点检查皮带接头、滚筒表面、托辊转动及制动系统；
智能监测：部署分布式光纤测温系统、振动频谱分析仪及热成像仪，实时监测皮带温度、滚筒振动及轴承状态；
寿命预测：应用金属磁记忆检测技术评估滚筒疲劳度，建立皮带接头强度衰减模型，提前预警潜在故障。
4. 完善应急管理与安全防护
应急预案：制定逆转飞车、火灾、断裂等专项应急预案，每半年开展实战演练；
安全防护：在皮带机头、尾及转载点安装防护栏，设置紧急停机拉绳，行人跨越处加设过桥；
消防配置：配置防爆型细水雾灭火系统，在转载点设置热成像自动喷淋装置，严禁使用泡沫灭火器扑救煤炭火灾。
5. 提升人员技能与安全意识
培训认证：实行皮带机操作人员持证上岗制度，开展VR事故模拟培训，还原皮带断裂、煤炭自燃等典型场景；
安全文化：推行“手指口述”安全确认法，强化交接班巡检、设备停送电等关键环节的风险管控；
责任落实：将皮带机划分为责任段，设置二维码巡检签到点，实现运维责任可追溯。
三、技术创新驱动安全升级
某矿业集团通过智能化改造实现皮带系统故障停机率下降78%，维护成本降低42%，其核心措施包括：

数字孪生：构建皮带机三维模型，实时映射设备状态，辅助运维决策；
大数据分析：集成温度、振动、电流等数据，建立故障预测模型，提前48小时预警潜在故障；
机器人巡检：部署轨道式巡检机器人，搭载红外热成像、声呐阵列及气体传感器，实现24小时无人化巡检。
结语
煤矿皮带机重载故障的防控需构建“技术-管理-文化”三位一体体系。通过强化设备质量、优化运维流程、应用智能技术及培育安全文化，可显著降低故障率，保障煤矿生产安全高效运行。未来，随着工业互联网与人工智能技术的深度融合，皮带机将向“预测性维护 自主运行”方向演进，为煤矿智能化建设提供坚实支撑。