主提升系統(tǒng)托尾繩保護裝置設(shè)計與應(yīng)用的探討

【摘要】主提升機托尾繩保護裝置一直是絞車保護裝置中的一個空白課題，雖然有很多理論上的研究，但始終沒有較好的成型產(chǎn)品在實踐中應(yīng)用。本文敘述的托尾繩保護裝置是根據(jù)實際的工作經(jīng)驗設(shè)計完成的。由于各礦井的結(jié)構(gòu)不同，我們只針對小青礦的礦井結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并對其應(yīng)用效果進行探討。

【關(guān)鍵詞】提升機；托尾繩保護

在摩擦式提升系統(tǒng)中，提升機的尾繩起到平衡負荷、改善提升機的受力情況并減小張力差的作用，從而保證提升機的安全運行，提高提升機的運行壽命。在實際運行中如果因為人為原因或突發(fā)條件下造成尾繩斷絲、磨損，會有造成尾繩斷裂危險。由于主井裝、卸載的設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，在裝、卸煤過程中必然會出現(xiàn)一定量的煤撒落入井底，造成井底堆煤現(xiàn)象。如果不能及時清理井底堆煤，堆煤量達到一定程度，尾繩就會被堆煤托起。另外，由于信號工等人員的操作失誤或設(shè)備突發(fā)其它故障時，如裝重斗、扇形們關(guān)不上等均會向井底短時間內(nèi)大量撒煤，從而造成井底堆煤。一旦尾繩被堆煤托起，就會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的危險，從而尾繩急劇斷絲甚至斷裂，發(fā)生重大提升事故。為了預(yù)防此類事故的發(fā)生，必須研制一種有效的托尾繩保護裝置裝置，以確保提升安全。

1.小青礦主井應(yīng)用環(huán)境

小青礦主井為摩擦式多繩提升系統(tǒng)，提升高度587.5米，井深603米，主付箕斗額定載重13噸，在主付箕斗底部安裝兩根尾繩用來平衡箕斗和提升系統(tǒng)的負荷。裝載硐室設(shè)在主井井筒-477米處，其上方設(shè)有集中煤倉。集中煤倉下口為兩臺K-4型往復(fù)式給煤機。集中煤倉原煤通過給煤機到定量斗，再到箕斗完成整個裝煤過程。當箕斗運行到達主井井塔三樓后，原煤卸入地面煤倉內(nèi)，完成卸煤過程。由于裝載定量斗采用扇形門風動開啟、原煤靠自重下落的方式完成對箕斗裝煤動作，定量斗下口與箕斗授煤口必須要存在一定的高差，以確保原煤的裝入，一旦扇形門發(fā)生變形或磨損，箕斗首繩繩長變化對位不準確及裝煤時產(chǎn)生的沖擊，箕斗受力下沉等，都會產(chǎn)生一定的灑煤量。在卸煤過程中也是如此，因箕斗卸煤口與地面煤倉的高差等，在卸煤過程中也會造成一些原煤灑落墜入井底。雖然我們能夠做到定期清理井底積煤，但在一些特殊情況時，如由于主井首繩伸長不及時調(diào)整使定量斗和箕斗之間的高度差超限或因為裝載信號操作人員人為失誤等會使定量斗內(nèi)大量原煤不能裝入箕斗而灑落到主井井底造成井底堆煤量急劇增多，堆煤高度急劇加大，短時間內(nèi)就會造成托尾繩的危險，存在井筒設(shè)施損壞和尾繩被拉壞的重大隱患。為防止此類事故的發(fā)生，我礦每班均安排人員到主井底部清煤斜巷檢查堆煤量，但這種方法存在一定的漏洞和弊端。因為主井每天除檢修兩小時外，其余時間均連續(xù)運轉(zhuǎn)，而人工檢查受時間和次數(shù)的影響做不到時時掌握堆煤情況。如在特殊情況發(fā)生時，井底堆煤過多不能及時被發(fā)現(xiàn)，不能及時清理還會發(fā)生因堆煤過高，托起尾繩的提升事故。為了防止此類事故的發(fā)生，就要對井筒底部的堆煤情況做到時時掌控，因此，必須要有一套較為實用的托尾繩保護裝置，時時監(jiān)測井底煤量。

2.設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)

通過對現(xiàn)場的不斷觀察和研究，根據(jù)主井井筒的條件，在不影響主井裝載現(xiàn)有信號系統(tǒng)的前提下，我們設(shè)計并安裝了一套提升機托尾繩電氣保護裝置。

該裝置的結(jié)構(gòu)為：

由（1）電源和電纜；（2）堆煤保護監(jiān)測控制元件；（3）聲光報警裝置；（4）報警解除裝置等組成。如圖1所示。

利用裝載站的照明綜保ZBZ-4.0/660提供交流127V工作電源，在距井底尾繩下2米處安裝一套由KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)和磁鋼組成的監(jiān)測裝置。KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)和磁鋼都安裝在自制一個金屬框架上，磁鋼固定在框架側(cè)面，KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)安在框架的一個可轉(zhuǎn)動的杠桿上，杠桿長1米垂直安裝上面固定永磁限位開關(guān)，下面裝有一個5公斤的配重保證杠桿垂直。正常時KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)對應(yīng)磁鋼，KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)的常閉點處于斷開狀態(tài)。當井底堆煤積累至尾繩下2米時，堆煤會推動安裝有KYCX礦用一般型永磁開關(guān)的杠桿，杠桿帶動KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)離開磁鋼當間距達到20cm時永磁限位開關(guān)常閉結(jié)點閉合，接通127V電源使安裝在裝載硐室內(nèi)的聲光報警裝置發(fā)出聲光信號，提醒操作人員采取措施。在需要解除報警聲光時，可扳動報警解除裝置解除。此開關(guān)正常時應(yīng)處與閉合位置，嚴禁處于分斷位置，只有在報警需要解除時才能扳動此開關(guān)，并在堆煤清理之后及時處于閉合位置。本裝置由于采用照明綜合保護裝置作為電源，由于照明綜合保護具有漏電、短路和過載保護，所以也可以為托尾繩保護提供保護?？梢圆婚g斷的監(jiān)測線路的絕緣情況，因為本裝置安裝在井筒底部，而井筒淋水較大和灑煤容易對線路和設(shè)備的絕緣造成損壞，當絕緣降低時照明綜合保護裝置動作從而起到保護作用。為了防止電纜和設(shè)備因淋水絕緣下降和因灑煤而砸傷電纜和設(shè)備，我們采取了三種措施避免，第一、在永磁限位開關(guān)的選用上，我們采用的永磁限位開關(guān)為樹脂澆注，密封性好可耐水，工作性能可靠，可在惡劣的環(huán)境內(nèi)工作。第二、對于灑煤對電纜的砸傷我們采用穿管的方法，在井底開關(guān)到裝載之間把電纜穿入鋼管防護并把鋼管焊接固定，有效的防止灑煤砸傷電纜。第三、在安有磁鋼和永磁限位的金屬框架上，我們?yōu)榱朔乐篂⒚涸覊拇配摵陀来畔尬婚_關(guān)，在框架上方加裝了一個厚5mm的護罩，作為對磁鋼和永磁限位開關(guān)的防護。通過上述的措施有效的避免了灑煤和淋水對本裝置的損壞，提高工作的可靠性。

為保證本裝置的可靠動作，我們規(guī)定對保護裝置須每班試驗。而井底淋水濕滑，人員去試驗時存在較大的安全隱患，為便于在保證人員安全的情況下進行有效的試驗，我們又在安裝永磁限位開關(guān)的杠桿下部固定了一根粗5mm的尼龍繩到裝載的梯子口處，在試驗時只須拽一下繩子即可。如保護動作可放下繩子，如不動作人員再穿好防護用具下去處理即可，減少了勞動強度和危險性。

3.應(yīng)用效果

托尾繩電氣保護裝置在安裝使用三個多月的時間里，工作可靠、運轉(zhuǎn)正常、故障非常少，對裝載站硐室的其他電氣設(shè)備無影響。尤其是在淋水比較大的井底環(huán)境中性能可靠，能有效的對井底堆煤量進行監(jiān)控，從而減少堆煤對提升機尾繩的影響，保證了提升系統(tǒng)的安全運行。

總之，由于目前沒有較好的成型產(chǎn)品，為此項設(shè)計提供參考依據(jù)，此項設(shè)計還存在很多不足之處，尤其是其無法進行實際的應(yīng)用檢測，其應(yīng)用僅停留在試驗階段，其有效性還有待檢驗。筆者論述僅為拋磚引玉，此項研究還有較大的空間，供我們共同研究和探討。

作者簡介：周明弘（1968—），男，遼寧遼陽人，大學(xué)本科，1990年畢業(yè)于遼源煤炭工業(yè)學(xué)校采煤專業(yè)，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)通風與安全專業(yè)，工程師，鐵煤集團小青煤礦礦長。