鋼帶式立井提升過(guò)卷過(guò)放緩沖新型裝置設(shè)計(jì)

王振東

（肥城礦業(yè)集團(tuán)楊營(yíng)能源有限責(zé)任公司，山東 梁山 272600）

鋼帶式立井提升過(guò)卷過(guò)放緩沖新型裝置設(shè)計(jì)

王振東

（肥城礦業(yè)集團(tuán)楊營(yíng)能源有限責(zé)任公司，山東 梁山 272600）

分析了提升機(jī)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，研究了新型過(guò)卷過(guò)放緩沖裝置。

鋼帶式；過(guò)卷過(guò)放；緩沖裝置

1 問(wèn)題的提出

煤礦主副井提升機(jī)是采礦作業(yè)用來(lái)運(yùn)送物料和人員的主要手段之一，有礦井咽喉之稱。開(kāi)采面趨向大型化，對(duì)于我礦的提升容器、單次提升量以及井筒裝備，提升速度不斷的提出更高更新的要求，立井提升絞車(chē)的電氣、機(jī)械安全閉鎖保護(hù)技術(shù)的重要性愈加重要。目前在提升機(jī)的控制、制動(dòng)等環(huán)節(jié)設(shè)置有多道電器控制及機(jī)械制動(dòng)保護(hù)裝置，其技術(shù)也日臻完善，但由于操作失誤，制動(dòng)環(huán)節(jié)機(jī)械故障及電器、電路等方面的原因，過(guò)卷事故的發(fā)生還是屢見(jiàn)不鮮，甚至造成蹾罐，斷繩墜罐之類的重大事故，致使人傷物毀，停工停產(chǎn)。

鑒于提升機(jī)高速過(guò)卷事故屢屢發(fā)生，《煤礦安全規(guī)程》第396條規(guī)定“在提升速度大于3m/s的提升系統(tǒng)內(nèi)必須設(shè)防撞粱和托罐裝置。防撞梁必須能夠擋住過(guò)卷后上升的容器或平衡錘，以避免撞擊天輪、導(dǎo)向輪或摩擦輪；托罐裝置必須能夠?qū)⒆矒舴雷擦汉笤傧侣涞娜萜骰蚺渲赝凶。⑹蛊湎侣涞木嚯x不超過(guò)0.5m”。第397條規(guī)定：“在過(guò)卷高度或過(guò)放距離內(nèi)，必須安設(shè)楔彤罐道或其他類型的緩沖裝置”。

為深刻汲取煤礦因?yàn)檫^(guò)卷、過(guò)放、斷繩墜罐、礅罐之類重大事故教訓(xùn)，確保我礦提升系統(tǒng)可靠性、掌握過(guò)卷過(guò)放制動(dòng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，研究過(guò)卷過(guò)放緩沖裝置，可以有效避免了提升機(jī)重大惡性事故的發(fā)生，提高我礦提升機(jī)的運(yùn)行安全性，提升我礦安全生產(chǎn)效率。

2 過(guò)卷過(guò)放緩沖裝置優(yōu)越性

該裝置的主要優(yōu)點(diǎn)在于利用金屬材料的塑性變形實(shí)現(xiàn)吸能緩沖，其制動(dòng)特性不受環(huán)境條件、時(shí)間變化的影響，因而具有高度的緩沖制動(dòng)可靠性。逆止鎖舌的動(dòng)作由機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)制保證，動(dòng)力源自提升容器的運(yùn)動(dòng)，在制動(dòng)過(guò)程中，逆止鎖舌首先伸入容器上盤(pán)體之下，之后隨滑柱與容器一起運(yùn)動(dòng)，無(wú)論容器在制動(dòng)行程中任何一點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，其反向下滑均被逆止鎖舌阻止，因此同樣具有高度的防下滑、防墜落的可靠性。裝置發(fā)生作用后復(fù)原簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用，無(wú)需日常維護(hù)。

1）制動(dòng)性能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，不像摩擦制動(dòng)易受環(huán)境條件的影響，摩擦制動(dòng)難以在長(zhǎng)期不動(dòng)作的前提下保持其所設(shè)計(jì)的制動(dòng)力穩(wěn)定不變，摩擦制動(dòng)只適用經(jīng)常適用的條件下。

2）防下滑及托罐功能可靠。

3）逐步加載更加平穩(wěn)安全。

4）單位時(shí)間內(nèi)吸收的動(dòng)能遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)外其他同類設(shè)置。

5）大幅改善井架的條件。

6）塑性變形吸能，不反彈。

7）簡(jiǎn)化布置，適用性強(qiáng)。

8）可以重復(fù)使用。

9）采用罐道式布置實(shí)現(xiàn)上盤(pán)制動(dòng)，有效避免大型提升容器制動(dòng)時(shí)變形帶來(lái)的危害。

3 設(shè)計(jì)原則

1）采用塑性好的鋼帶實(shí)現(xiàn)吸能緩沖。

2）采用中空柱狀機(jī)架固定鋼帶，具有良好的外部傳力性能。

3）采用運(yùn)動(dòng)壓輥組實(shí)現(xiàn)鋼帶的連續(xù)變形來(lái)緩沖。

4）采用隨過(guò)卷容器運(yùn)動(dòng)的橫梁挑空心滑柱的結(jié)構(gòu)，滑柱作為重要運(yùn)動(dòng)構(gòu)件如壓輥組及逆止機(jī)構(gòu)的載體，滑柱在套柱中滑行。

5）采用固定曲軌使壓輥組中壓輥產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到控制鋼帶變形量大小，實(shí)現(xiàn)逐步加載的目的。

6）采用螺桿連接叉加蝶形彈簧組聯(lián)接鋼帶之上端，實(shí)現(xiàn)鋼帶制動(dòng)初始階段“S”形變形所需補(bǔ)償值，防止鋼帶被崩斷，同時(shí)在承接反向回落容器時(shí)使上段鋼帶處于張緊狀態(tài)，也使事故后鋼帶伸長(zhǎng)時(shí)可以調(diào)節(jié)。

7）采用裝于滑柱上隨提升容器運(yùn)動(dòng)的帶斜面的逆止鎖舌，鎖舌隨容器上升時(shí)斜面受壓，產(chǎn)生水平方向的移動(dòng)，伸入容器的盤(pán)梁之下，實(shí)現(xiàn)反向逆止和托罐的功能。

4 設(shè)計(jì)方案

綜合我礦3個(gè)井筒的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的安裝方案，以主井為例，具體方案、參數(shù)如下：

主井筒概況：井深280米，井筒直徑4.5米，井上過(guò)卷距離為3米，井底裝載為坐裝無(wú)過(guò)放距離，罐道梁上下間距為3米，南北間距為1.3米，罐道為43Kg/m重軌。

緩沖托罐裝置現(xiàn)狀：無(wú)緩沖托罐裝置，不符合《煤炭安全規(guī)程》第396、397條要求。

提升系統(tǒng)參數(shù)：?jiǎn)卫K纏繞式提升機(jī)，最大靜張力130KN，最大靜張力差70KN，箕斗自重2.25T，載重4.5T，提升高度280m，鋼絲繩自重4.39Kg/m，最大提升速度8.1m/s，無(wú)尾繩。

緩沖裝置安裝條件：井口過(guò)卷距離小，鋼梁完整，井架年久失修，強(qiáng)度薄弱，需加固。井底無(wú)安裝條件。

設(shè)計(jì)方案：井口：設(shè)計(jì)制動(dòng)力220KN，2點(diǎn)制動(dòng)，設(shè)計(jì)制動(dòng)行程2.0米。

具體安裝方案：用小角鋼加固井架→將緩沖裝置定位→檢查尺寸合格后，加固→箕斗增加承力塊。施工難度中等。

安裝材料：22#槽鋼L=4304件；用于井架加固角鋼20米；連接角鋼10米；輔助材料若干。

5 結(jié)語(yǔ)

采用摩擦式的緩沖裝置；立井提升多功能過(guò)卷保護(hù)裝置，是針對(duì)國(guó)內(nèi)外原有一些產(chǎn)品存在的缺陷而開(kāi)發(fā)，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)利用鋼帶的塑性變形吸能緩沖。

該項(xiàng)技術(shù)和裝備的優(yōu)越性和創(chuàng)新性：其一是實(shí)現(xiàn)制動(dòng)初始階段制動(dòng)力的逐步加載，從而保證了在超速過(guò)卷時(shí)仍能有緩沖作用。其二是逆止機(jī)構(gòu)由提升容器的運(yùn)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)，可靠性高，而其它同類產(chǎn)品均采用彈簧力驅(qū)動(dòng)。其三是使井架或（套架）受力由單層集中載荷變?yōu)槎鄬臃稚⑤d荷，并且能起到加固井架的作用，節(jié)省加固井架的費(fèi)用，提高安全性，特別適應(yīng)老井改造。其四是吸能鋼帶實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用（3～5次），而國(guó)外裝置的鋼帶只能使用一次。采用防墩罐裝置的上盤(pán)制動(dòng)技術(shù)，不僅能將大型提升容器平穩(wěn)制動(dòng)住，而且可以保證在全速過(guò)卷過(guò)放的情況下容器制動(dòng)時(shí)不變形；而國(guó)外的制動(dòng)盤(pán)架結(jié)構(gòu)形式是無(wú)法做到這一點(diǎn)的，即使將容器制動(dòng)住也可能將容器蹾變形造成報(bào)廢。

［1］王春志，邵明杰.礦井提升過(guò)卷過(guò)放緩沖裝置發(fā)展現(xiàn)狀［J］.煤炭安全，1998，5：40～42.

王振東（1980—），男，畢業(yè)于山東理工大學(xué)，現(xiàn)就職于肥城礦業(yè)集團(tuán)楊營(yíng)能源有限責(zé)任公司。