矿井提升过卷制动　关键技术及装备

矿井提升过卷制动　关键技术及装备 平煤十三矿　张新城

前言 • 一、THT型井底自适应补偿托罐摇台 • 二、XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平稳首绳悬挂装置 • 三、FHT型防撞梁及缓冲托罐装置 • 四、BS型防过卷、防过放缓冲装置

前言 • 提升机是地下采矿作业用来运送物料和人员的主要手段之一，素有矿井咽喉之称。随着矿井生产的集中化和大型化的发展，提升能力不断加大，运行速度越来越高，因此对提升机运行的安全可靠性要求也越来越高。目前矿井提升系统虽有多种电器保护及后备保护，但由于司机操作失误、制动器机械故障、电器控制失灵等原因，仍时常发生提升容器过卷、蹾罐、断绳坠罐等重大安全事故，造成人员伤亡，设备损坏。

前言 • 鉴于提升机高速过卷事故屡屡发生，2005年版《煤矿安全规程》第396条规定“在提升速度大于3m/s的提升系统内，必须设防撞梁和托罐装置，防撞梁不得兼作他用。防撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平稳锤；托罐装置必须能够将撞击防撞梁后再下落的容器或配重托住，并保证其下落的距离不得超过 0.5m”。而397条（三）规定：“在过卷高度或过放距离内，应安设性能可靠的缓冲装置。缓冲装置应能将全速过卷（过放）的容器或平衡锤平稳地停住；并保证不再反向下滑（或反弹）”。

前言 • 针对矿井提升系统经常发生的过卷、断绳坠罐、蹾罐等重大事故，在研究提升系统可靠性、掌握过卷制动机理的基础上，中国矿业大学开发研制了矿井提升过卷制动关键技术及装备，包括弹性防撞梁及缓冲托罐装置、防过卷缓冲装置、防蹾罐缓冲装置、罐笼安全承接装置，在提升环节中构建成串联式安全保护系统，为矿井提升安全保障提供新技术及装备，有效地避免了提升机重大恶性事故的发生，提高了提升生产效率。

前言 • 本成果由四部分组成，每一部分起到不同的安全保护作用。各个矿井可以根据各自矿井可以根据各自矿井的实际情况选择其中一部分或全套装置。 • 矿井提升过卷制动关键技术及装备的系统布置图如图示

矿井提升过卷制动关键技术及装备的系统布置图 • 前言

一、THT型井底自适应补偿托罐摇台(新型罐笼安全承接装置)一、THT型井底自适应补偿托罐摇台(新型罐笼安全承接装置)

THT型井底自适应补偿托罐摇台 目录 • 一、用途 • 二、基本原理 • 三、优点 • 四、传统的罐笼承接装置简介 • 五、安装 • 六、使用注意事项 • 七、出现问题及处理方法 • 八、需引起注意的问题

一、用途 • THT型提升机井底自适应补偿托罐摇台是由中国矿业大学研制的新型专利产品，它主要是用来解决立井提升的井底罐笼安全承接问题，代替现有的长臂摇台，解决使用长臂摇台带来的调罐、矿车掉道、装卸困难等问题。既可用于单绳缠绕式提升机，又可用于多绳摩擦式提升机。

二、基本原理 • 该装置利用弹簧蓄能器吸收罐笼落罐时的动能。当罐笼以爬行速度正常落罐时，由于该装置有一定初始托罐力，从而柔性托住罐笼；当罐笼高速下落时，罐笼可以使托爪向下翻转，这样就避免了墩罐事故的发生。罐笼发生过放后，该承接装置的托爪能自动复位。

三、优点 • 大大提高提升装卸效率 • 具有托罐稳罐功能 • 具有防墩缓冲功能 • 纯机械操作，无其它动力源 • 安装方便，运行安全可靠，维护量极小

四、传统的罐笼承接装置简介 • 摇台：摇台由能绕轴转动的两个钢摇臂组成，长度约1.8米，可以在0.5米左右的高度内与罐笼搭接。 • 优点：可调节的高度大；不存在墩罐和卡罐的可能性 • 缺点：强度小，稳定性差，容易造成矿车掉道；维护麻烦，气缸易卡堵或漏气，造成摇台不动作

四、传统的罐笼承接装置简介 • 罐座：为了使矿车在井口或井底装卸台进出罐笼时，支撑住罐笼，并能使罐笼内的轨面和装卸台的轨面准确的对正，保证矿车进出罐笼的安全，在井口或井底装设罐座。 • 优点：操作和维护简单 • 缺点：容易造成墩罐

五、安装 • 该装置的各零部件应先在机架上组装成整机后，方可下井安装。组装时应注意调整各转动部件的间隙，使得各转动部件转动灵活。此外在整机安装前，应根据立井最大提升载荷及落罐速度将预紧螺母在缓冲杆上调整到适当位置，从而使托爪在托罐时有一初始托罐力。 • 由于该在托托罐时具有缓冲作用，一般20～40mm，因此在安装该装置时，可使进车端轨面稍高于或水平于罐笼内轨面，使出车端轨面稍低于罐笼内轨面，这样就能确保进出车畅通。

六、使用注意事项 • 转换手柄前置，则托爪伸出，起托罐稳罐作用；升降人员时，将转换手柄后置，托爪收回(混合提升不受此限)。 • 使用中应经常观察机械动作情况，若发现动作迟缓或异物卡阻时应及时处理。 • 在设备刚投入使用或刚检修完毕投入使用三个月内应随时注意检修各紧固件，如有松动应及时处理，此后每三个月至半年应进行一次全面检查。

六、使用注意事项 • 每年应对各转动、活动部件及各部销轴进行一次全面检查，发现锈蚀或磨损严重应及时更换。 • 承接装置的弹簧蓄能器均按照用户提供的载荷、井深、提升绳规格等提升参数进行设计与整定，因而用户不得随意调整。 • 弹簧蓄能器的设计使用寿命大于2年。

七、出现问题及处理方法 • 托罐力不足 • 原因：弹簧蓄能器整定值偏小 • 处理方法：用调力螺栓通过调力盘压缩弹力弹簧后，适当旋入预紧螺母，使弹簧蓄能器整定值增大。 • 托爪动作不灵活 • 原因：转动部件锈蚀或异物卡阻 • 处理方法：检查转动部件，除锈蚀或润滑、清除卡阻异物。

八、需引起注意的问题 • 《煤矿安全规程》第三百八十四条规定：“立井使用罐笼提升时，井口、井底和中间运输巷的安全门必须与罐位和提升信号联锁；罐笼到位并发出停车信号后安全门才能打开；安全门未关闭，只能发出调平和换层信号，但发不出开车信号；安全门关闭后才能发出开车信号；发出开车信号后，安全门打不开。井口、井底和中间运输巷都应设置摇台，并与罐笼停止位置、阻车器和提升信号系统联锁；罐笼未到位，放不下摇台，打不开阻车器；摇如未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号。

八、需引起注意的问题 • 立井井口和井底使用罐座时，必须对罐座设置闭锁装置，罐座未打开，发不出开车信号。升降人员时，严禁使用罐座。” • 该装置与《煤矿安全规程》规定相抵触，现场的解决办法是：规定人员升井不限制，可上层乘人，下层装矿车同时提升，但是在下放人员时，该装置必须收回，避免墩罐造成人员受伤害。 • 十三矿2004年5月投入使用至今，效果较好。

二、XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平稳首绳悬挂装置二、XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平稳首绳悬挂装置

XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平稳首绳悬挂装置目录XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平稳首绳悬挂装置目录 • 一、简介 • 二、主要技术特征 • 三、维护与保养

一、简介 • XSZ型多绳摩擦提升机钢丝绳张力自动平衡首绳悬挂装置是针对国内外普遍使用的液压螺旋式和液压垫块式调绳器存在的不能自动调整钢丝绳张力平稳而研制的一种实用新型产品。该装置采用闭环无源液压连通自动调整平稳系统，能高精度地实现钢丝绳在动、静状态下的张力自动平衡，完善了多绳提升机的一项关键技术，使多绳提升机无论从安全上、生产效率上都跃上了一个新水平。该装置现己系列化，可供老矿井改造，新矿井设计选用。

2、主要技术特征

3、结构及张力自动平衡原理 • 张力自动平稳首绳悬挂装置由楔形绳环，液压平稳系统、承力结构部件三部分组成。单架装置由楔形绳环1；中板2；上边接销3；档板4；压板5；侧板6；连通油缸7；连接组件8；垫块9；中连接销10；换向叉11；下连接销12组成。中板2和侧板6通过档板4、压板5、垫块9、中连接销10和连通油缸7组成抽拉扣环结构，再通过上连接销3和上部楔形绳环1连接，通过换向叉11、下连接销12和下部容器四角板相连，多个这样的结构加上连接组件8(软管、阀门、通管)形成了张力自动平衡悬挂装置。（见图1）

3、结构及张力自动平衡原理 • 这种悬挂装置的工作原理是：闭环无源液压连接式。无论是牌运动或静止时，只要各钢丝绳存在张力差，张力大的钢丝绳通过中板2、垫块9、侧板6、压板5压缩连通油缸7活塞杆压缩，悬挂保长，钢丝绳的张力变小，油缸内的油液通过连通管进入张力小的连通油缸，使其活塞杆往外伸长，通过垫块9、中板2、压板5、侧板悬挂缩短，钢丝绳张力变大，直到每根钢丝绳的张力均相等，连通油缸运动相应停止。

二、安装与调试 • ⒈工具准备 • ① 起吊工具，要有能可靠吊起容器的吊链或电动葫芦。要有有快速吊放悬挂的小型电动葫芦或吊链，如没有可用滑轮。 • ② 切割工具，由于老液压螺旋式悬挂销、卡板容易锈死，所以必须准备切割设备。

二、安装与调试 • ③ 常用工具，保险带6付（柴油20Kg，液压油50-60kg南方（黄河以南）选用高级齿轮油，北方（黄河以北）选用N68低凝液压油，棉纱2Kg，夹绳卡20－30副，搭板20m2）。 • 2、人员准备，如有电动起吊设备，一般有6－8人即可，如用滑轮最好要有10人左右 • ３、注意事先测量两端悬挂H最大或最小尺寸及原使用悬挂相应尺寸，以判断是否需要截绳。

㈡、悬挂安装 • 确定首先安装悬挂的容器和操作场地，一般塔式提升机操作场地可选在2层或3层平台，落地式提升机选在井口车场。 • 将容器提到便利安装装置。 • 在适当位置将另一侧所有首绳用绳卡或专用工具卡绳器卡死、固宽。 • 用电动葫芦或吊链将要换悬挂一侧容器吊起，使上端悬挂处于松驰状态。 • 拆掉老悬挂（最好拆一个旧的换一个新的），注意拆卸时一定要将销孔内锈斑清净涂上黄油，再装新悬挂。

全部新悬挂装完后，安装通管（注意清洗接头）检查销、卡、阀、管等元件。全部新悬挂装完后，安装通管（注意清洗接头）检查销、卡、阀、管等元件。 • 放下容器，让容器自由下垂，让首绳承力。 • 连接电动泵。向连通器内充液，充液量为连通缸活塞杆都能均匀伸出总伸出量的1/4～1/2为止。 • 总闭总阀门后再关闭所有分阀门。 • 将另一侧绳卡拆除。 • 将另一侧容器提到安装位置。 • 另一侧悬挂安装方式同上。

㈢、平衡系统安装与注意事项 • 液压连通器出厂前均通过耐压试验，运动检验，均为无油状态。安装时认真检查堵头是否完好，缸筒是否受损，一切完好后方可定为安装用件。 • 安装胶前去掉堵头，用汽油反复清洗连通器入口，高压胶管两个接头密封件，特别注意管内要用汽油冲一下，洗好后检查密封圈，挡圈是否完好，齐备，方向是否正确，检查完全合格后将油管、阀门、连通管一一接入，上好“U”型卡。

㈢、平衡系统安装与注意事项 • 一切安装完毕，经检查确认无误后即可向连通器内充液。油品选用：北方用N68低凝液压油、运动粘度为V10≈61～74mm2/s 。充油前将全部截止阀开启为最大量，即安全打开，进行有载充油，充油速度不要太快，充油量为全部缸杆伸出1/4～1/2为止，如伸出量少有不均衡属正常情况，说明原钢丝绳张力不平衡。　如出现严重伸出不平衡时，说明钢丝绳张力己严重不平衡时，通过楔形卡预调平衡，方法是排放缸内油压，垫起容器，打开楔形绳卡，记录绳号及不均衡量，使缸杆伸出量基本一致时，截云多余绳量，把绳调到基本平衡。

㈢、平衡系统安装与注意事项 • 检查充油量和缸杆伸出总量，确定充油量合适、缸伸出量均匀时可关死补油截止阀，其他连接平衡缸截止阀仍处在全开状态。拆除补油管路用堵头封好，即安装完好，可进入运行状态。 • 进入运转前检查各个销、卡是否有松棹迹象，“U”卡一定不能开口向上以免松落。 • 检查连通油管左右窜动是否灵活，有无抗力现象，抗力、窜动灵活为好。

㈢、平衡系统安装与注意事项 • 运转前首先在双容器上站上人，（带保险带、注意安全）用粉笔在悬挂上标出初始位置，开始轻载、慢速运转，容器上人随容器观察悬挂平衡系统运转情况，观察运行是否平稳，有无蠕动现象，当一个行程运行终了时，测量并记录各连通缸运动量，这时可根据测量数据准确地计算出各绳槽直径误差。 • 根据测量出的绳槽直径误，进行绳槽修调、确保绳直径尽可能一样，这样可以减少平稳调整量，增加悬挂调罐能力，提高悬挂运行可靠性和使用寿命。 • 进行运转前必须进行带压试验，检查每个油缸接头，卡口都不渗漏为合格，方可进入运转。如有渗漏，不得使用。

㈣、运转调试 • 当两端悬挂全部安装完毕并检查一切完好后方可进入运转调试，对于双层容器提升，由于钢丝绳塑性伸长，对罐是必然的、经常的，为减少截绳对罐次数，可区别对待。 • ①使用旧绳：因为钢丝绳塑性伸长变化不大，两端充液量为所有油缸活塞杆伸出1/2为止，关闭总阀即可运行。 • ②使用新绳：此时钢丝绳塑性伸长变化大，两端充液量为所有油缸活塞杆伸出1/4为止，钢丝绳塑性伸长至影响进车或装卸载，可通过增加充液量调整对罐，如充液量己使两端的油缸活塞伸出量达4/5时，可进行截绳调整对罐。截绳后充液量仍为油缸活塞杆伸出1/2为止，关闭总阀进入正常运行。

㈣、运转调试 • ③钢丝绳偏窜处理在运行中如出现一端悬挂平衡油缸活塞杆伸出到极限另一端油缸活塞杆缩回到极限则称为钢丝绳偏窜，此时钢丝绳仍是平衡的，不影响提升，如需对罐，一是强行充液对罐，二是先排掉一端油液，正反微动来回两次，再充液，则可以消除偏窜。

④换缸方法： • A、先关闭不需要更换的油缸的各分阀。 • B、用工具垫块塞住需更换油缸的悬挂使其保持不变，拆下需更换油缸的高压软管，插入油缸另一端接口，打开总阀向需更换的油缸下部充液，使其上部油液排出，活塞杆缩回。 • Ｃ、拆掉一块弧形板及油缸吊挂螺栓油缸可换下（一定要注意接住防止落井）。 • Ｄ、换上油缸，接好连接油管，向新缸充液，拆下工具垫块。 • Ｅ、打开所有油缸阀门，使新缸进入连通状态，正常运行。

三、维护与保养 • 1、正常运转每天检修时要检查管路的每一个接头“U”型卡有无松动现象，有松动时敲定。 • 2、每次检修必须擦掉油缸上管路睥灰尘污物，检查所有平稳系统另部件是否有被井中落物砸伤，是否有渗漏现象，一旦发现须及时更换（为防止砸伤参议用废旧皮带做一活动护帘保护软管、阀门、连通管等）。

三、维护与保养 • ３、悬挂装置的承力件（中板、侧板、销、压块、垫块、连接叉）应每年进行一次探伤检查，如出现影响强度的伤裂、腐蚀富裕度超限(2%)、碰撞伤痕等，必须更换，不得继续使用。 • ４、油缸使用寿命为4年，大修期为2年，大修拆装应交专业维修单位进行，在正常使用期内，用户不得进行拆装。 • ５、平衡系统的管路、阀、连通管两年必须更换。 • ６、平衡系统必须使用指定油液。 • ７、建立使用档案，作好使用、检修记录。

三、FHT型防撞梁及缓冲托罐装置

功能 • 　　满足《煤矿安全规程》第396条规定“在提升速度3m/s的提升系统内，必须设防撞梁和托罐装置，防撞梁不得兼作他用。防撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平稳锤；托罐装置必须能够将撞击防撞梁后再下落的容器或配重托住，并保证其下落的距离不得超过 0.5m”　规定。取代老式刚带式托罐装置、拨杆式托罐装置等。

工作原理 • 　　防撞梁是一种含有弹性元件的复合梁。托罐装置主要由缓冲器、滑槽、托爪等组成。当提升容器继续上升到刚刚离开托罐装置即将撞击防撞梁时，托爪迅速伸出，从而托住下落容器。防撞梁具有一定的弹性，减小对过卷容器的冲击与变形；托罐装置既具有托罐功能，又具有缓冲功能。

四、BS型防过卷、防过放缓冲装置

功能 • 满足《煤矿安全规程》第397条关于过卷、过放距离内，应设置性能可靠的缓冲装置的缓冲装置的要求，它可以替代楔形木罐道，解决立井提升中容器过卷、蹾罐事故隐患。

工作原理 • 　　利用多盘式端面摩擦制动原理吸收过卷、过放容器的动能。用作过放缓冲装置时，缓冲器安装于井底码头门附近的罐上。对于提升中容器来说，缓冲器分别安装于提升容器两侧的罐道梁上，缓冲器上缠有钢丝绳，钢丝绳的另一端吊有缓冲托梁，缓冲托梁位于罐笼正常停车位置下方，正常提升时罐笼碰不到缓冲托梁。过放时罐笼落在缓冲托梁上，带着缓冲托梁向下运动。缓冲托梁通过钢丝绳拉着缓冲器的卷筒转动，缓冲器给出一定的制动阻力，使得罐笼平稳减速停车。用作防过卷时，将整个装置反向安装即可。

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