吊桶防墜器的研制

萬強 匡增河 邢安

摘 要：過卷斷繩是吊桶斷繩墜井事故的最主要原因。文章闡述了一種全新的吊桶防墜器，當過卷斷繩時，防墜器中的密封箱體使用逆鎖機構鎖住吊桶，并通過差速式自收縮緩沖器吸收吊桶下墜動能，在防止吊桶跌入井筒的同時，控制下降加速度，能夠有效避免吊桶墜井事故的發生。裝置在安徽某立井鑿井期間得到了應用，達到了保護吊桶的作用，證明了裝置的安全性能和市場應用前景。

關鍵詞：立井；吊桶；防墜器

引言

吊桶是立井鑿井使用的提升容器，擔負著提升人員，材料及設備等作業任務[1]。吊桶使用時通過單根鋼絲繩提升，一旦斷繩，吊桶直接跌入井筒，輕則毀壞吊桶，重則砸壞吊盤甚至造成人員傷亡。但是，國內幾乎所有的施工單位都發生過吊桶斷繩墜井事故，如2004年3月18日山東東大煤礦的吊桶墜井事故，一次死亡7人，其余死亡2人以下的事故也很多，如雞西，邯鄲陶二，內蒙等。

吊桶斷繩墜井基本分為兩大類，一是井筒中間斷繩墜井；二是過卷斷繩墜井[2]。第一類吊桶在井筒中間斷繩的概率非常低，這是因為提升繩即使在井底上提重載吊桶時，也有很高的安全系。截止目前，尚未有吊桶在不受外力作用下，僅提升重載吊桶的情況下吊桶墜井的報道。另外吊桶過井口門和吊盤時是兩個危險的區域，控制好這兩個環節就不會出現井筒中間斷繩事故。

另一類吊桶過卷斷繩是吊桶墜井事故的主要原因，此類事故占總數的80%以上。在鑿井期間，提升系統的安全保護較永久礦井的性能相差甚遠，提升安全性受操作人員素質的影響很大。為避免此類事故的發生及減小事故的危害，一方面是要在提升設備的安全性上下功夫；另一方面是要研發有效的吊桶抓捕器，在事故發生后減小人員傷害及財產損失。目前，吊桶防墜器的研究在國內外都受到了重視，如國內的中煤五建做了很大的努力，國外德國奧爾科公司也有提及[3、4]。下面闡述一種新型的吊桶防墜器的結構、原理并說明其應用。

1 防墜器基本結構及原理

在吊桶的桶梁上固定獨立的兩根鋼絲繩，鋼絲繩與安裝在傘帽上的捕捉緩沖一體器連接，當提升繩繩斷時，捕捉器動作，抓捕住吊桶的兩根鋼絲繩，吊桶下墜，拉動固定在桶梁上的鋼絲繩，鋼絲繩與差速式自收縮緩沖器連接，緩沖器阻力出繩，吊桶的動能被緩沖器吸收，在不大于空桶7倍重力加速度下緩慢減速，最后停止。從而保證吊桶不會斷繩墜井，也就保證了桶內的人員，物料等的安全。

在吊桶過卷防墜器中，采用了逆止鎖桶技術，當吊桶過卷進入封閉箱體時，逆止器打開，吊桶斷繩后下墜，坐在逆止器上，逆止器數量為4個，能承擔吊桶自由落體下墜瞬間落在逆止器上的沖擊。然后封閉箱體整體下落，吊桶的下落動能由緩沖器吸收掉。

事故恢復時，事故處理人員必須到吊桶斷繩處，查看事故情況，首先救援出人員。然后用新的提升繩連接好吊桶，上提到地面，對撲捉緩沖一體器檢修，觀察固定繩的表面情況，重點對撲捉緩沖一體器的差速式自收縮緩沖器進行檢查，打到非自鎖狀態時，要求轉動靈活，扭矩不能超過100NM；如果在自鎖狀態下，無法轉動，需返廠標定。

2 防墜器現場使用及分析

設備在安徽某立井鑿井期間應用，安裝時因傘帽距離吊桶過長，將傘帽距吊桶距離縮短了1m，除此之外未對原有提升系統改動。安裝完畢后，將5m3滿載吊桶拉到過卷位置后，反向快速下放吊桶，模擬斷繩，吊桶防墜器有效抓住吊桶，緩沖距離測量值為200mm。實現過程中對井架等無影響，截止目前，設備運轉正常。

防墜器在使用過程中主要結論如下：

（1）經現場過卷防墜試驗和井口斷繩實驗，5m3吊桶重載情況下自由下落500mm均能可靠制動。（2）實驗完畢，檢查各零部件，未發現損壞。（3）因吊桶被兩根鋼絲繩固定，在差速式自收縮緩沖器的作用下，穩定住了旋轉的吊桶，解決了吊桶自由旋轉的問題，乘桶人員站在吊桶里，無眩暈感覺[5]。（4）吊桶落到井底后，為了裝載方便，需桶梁歪倒，由于差速式自收縮緩沖器的影響，桶梁容易站立，為此需單獨設計掛鉤拉住鋼絲繩，但掛鉤基本不影響提升效率。（5）更換吊桶時需要退出鋼絲繩與桶梁連接的楔形自鎖塊，600s能完成，但是必須注意拉住繩頭，否則繩頭容易收縮到傘帽處。此處性能有待改進。

3 結束語

該種吊桶防墜器在防止吊桶跌入井筒的同時，控制下降加速度，能夠有效避免吊桶墜井事故的發生，達到了減少事故危害的作用，裝置安全有效，具有廣闊的市場應用前景。

參考文獻

[1]A·M·塔拉索夫，E·M·弗得洛夫，B·H·別連車夫，等.鑿井吊桶和絞車系列化的選擇[J].河北煤炭，1987，4：17-19.

[2]周叔良，子彥.吊桶提升的安全問題[J].世界采礦快報，1992，11：34-36.

[3]李家舉.淺談立井施工提升吊桶的防墜[J].煤礦機電，2000，6：71.

[4]王煥霞，李剛，鐘占良.吊桶防墜技術[J].河北煤炭，2012，2：59.

[5]賽云秀.吊桶提升橫向擺動的原因分析[J].河北煤炭，1992，3：145-147.

作者簡介：萬強（1969-），江蘇省銅山縣，畢業于中國礦業大學機械電子工程專業，現就職于徐州礦務集團龐莊煤礦，任機電副總工程師。