淺析煤礦提升罐籠防墜器的結構及布置形式

白衛華

摘 要：本文淺析煤礦罐籠防墜器的安全標準情況、罐籠防墜器的作用、罐籠罐道布置形式及防墜器的制作形式、制動繩防墜器的結構形式與布置方式等。

關鍵詞：罐籠防墜器；結構；布置形式；煤礦

煤礦作為升降人員或物料的單繩提升罐籠、帶乘人間的箕斗，在《煤礦安全規程》中已有明確的規定，就是必須裝設可靠的防墜器。在近年來，煤礦提升罐籠防墜器的技術水平也在不斷的發展與提高，其結構形式也多種多樣。而1994 年發布的MT355-94 煤炭行業標準——《滾動楔型防墜器技術條件》，它是針對滾動摩擦楔型抓捕機構，并設有制動鋼絲繩的防墜器。而后發布的MT355 -2005 煤炭行業標準——《礦用防墜器技術條件》，是在征求各方意見的基礎上，制定的礦用防墜器通用技術條件，適應了各種結構形式的防墜器。

1 罐籠防墜器的作用

煤礦罐籠防墜器，它是防止提升容器失控墜落的一種安全裝置。防墜器安裝在提升容器上，由開動機構、傳動機構、抓捕機構及緩沖機構組成。如果提升容器提升鋼絲繩或連接裝置斷裂時，防墜器的開動機構經傳動機構帶動抓捕機構動作，制動在罐道或專門的制動鋼絲繩上，從而防止罐籠墜落。其抓捕元件主要是靠切割、摩擦或楔緊支撐元件起作用，將下墜的提升容器得以緩沖再制動。

2 罐籠罐道布置形式及防墜器的制作形式

1）罐道形式。罐籠防墜器的制作形式，一般與罐道類型有關，而罐道是在提升容器在井筒中運行中起導向和穩定的作用。罐道又剛性和柔性兩種。剛性罐道有鋼軌罐道、木罐道及組合罐道三種；柔性罐道也就是鋼絲繩罐道。剛性罐道一般采用鋼軌、各種型鋼或方木，固定在井筒中的型鋼罐道梁上而形成；柔性罐道則采用鋼絲繩，其一端固定在井架上，另一端懸垂到井底拉緊。

2）防墜器形式。防墜器根據罐道種類不同，分為木罐道防墜器、鋼罐道防墜器和制動鋼絲繩防墜器。當前使用較多的是制動鋼絲繩防墜器。而木罐道防墜器結構簡單，靠制動插爪刺入木罐道制動抓捕可靠。但是，木罐道變形大、磨損快、易腐爛和提升不穩定，其維修量大，加上需要大量的優質木材，服務年限又短，因此已逐漸淘汰，被鋼絲繩罐道所代替。鋼性罐道防墜器多應用于箕斗提升，靠以拉削阻力作為容器防墜制動力，由四把拉刀產生的拉削阻力使容器平穩停下。空行程時間短，機構動作靈活可靠；拉削制動力大小可以調定，機構采用自動恢復撥桿。抓捕后只要提升繩給出一定拉力，抓捕器自動解鎖恢復正常提升。它重量輕，可直接安裝在容器上，無需改動容器。制動力可調、防銹性能、防塵性能、自潤滑性能，非常適合惡劣環境。軌寬變化時也不影響拉削力。只是需要在井筒架設通長的鋼軌道，資金投入稍大。制動繩防墜器應用較廣，鋼絲繩罐道與剛性罐道相比，具有安裝工作量小，建設時間短，維護簡便，容器運行平穩，并可適當減少井筒壁厚和通力小等優點。

3 制動繩防墜器的結構形式與布置方式

1）結構。制動繩防墜器的布置系統（見圖1），它是由抓捕器、緩沖器、連接器、拉緊裝置、制動繩、緩沖繩等幾部分組成。緩沖器固定到井架上，可使抓捕過程中的減速度達到安全規程要求。而連接器是用來連接不同繩徑的制動繩和緩沖繩的裝置。

布置形式。制動繩防墜器，根據結構和原理的不同，可分為以下幾種形式：

①按制動鋼絲繩的數量不同， 制動繩防墜器分為四繩防墜器和雙繩防墜器。雙繩防墜器是根據制動鋼絲繩的分布不同，分為中心對稱布置和對角布置形式（見圖2）。

②按取驅動彈簧的形式不同，制動繩防墜器分為壓縮彈簧式防墜器和拉伸彈簧式防墜器。壓縮彈簧式防墜器采用一根壓縮彈簧作為驅動裝置，正常提升狀態為壓縮狀態。當容器提升時，利用提升鋼絲繩的拉力使彈簧壓縮，并給傳動機構一定的拉力，使楔子離開制動繩。提升鋼絲繩斷裂時，壓縮彈簧失去壓力，彈簧軸向彈開，通過傳動機構帶動楔子向上挑起并抓緊制動繩，完成抓捕過程。拉伸彈簧式防墜器采用兩根或四根壓縮彈簧作為驅動裝置，正常提升狀態為拉伸狀態。當容器提升時，利用提升鋼絲繩的拉力使傳動機構帶動彈簧拉伸，使楔子離開制動繩。提升鋼絲繩斷裂時，拉伸彈簧失去拉力，彈簧軸向復位，通過傳動機構拉動楔子向上挑起并抓緊制動繩，完成抓捕過程。

③根據抓捕器的結構原理不同，制動繩防墜器又分為滾動摩擦楔型防墜器、偏心輪防墜器和輪式防墜器等（其原理圖省略）。而滾動摩擦楔型防墜器是如今使用較為廣泛的防墜器，它采用了彈簧作為驅動裝置來驅動抓捕器，抓捕器采用背面帶滾子的滾動摩擦楔型抓捕器，提高了抓捕器的動作靈敏度。它還具有良好的自鎖性能，使抓捕器在夾住制動鋼絲繩后，容器與制動繩之間不產生相對滑動。在相反方向則不自鎖，所以容易恢復正常提升狀態，又不損傷制動鋼絲繩。采用鋼絲繩螺旋緩沖器，利用緩沖繩通過緩沖器時的彎曲變形阻力和摩擦阻力，其所做的功來抵消下墜容器的動能。對于偏心輪防墜器，則是采用垂直布置的彈簧作為開動機構，傳動機構采用杠桿機構，采用偏心輪擠壓鋼絲繩產生抓捕作用。偏心輪接觸制動鋼絲繩后采用自楔緊，實現定點抓捕。特點是不改變原有提升容器結構，高度較低、重量較輕、加工使用方便。因偏心輪抓捕鋼絲繩是線形擠壓，所以對鋼絲繩的損害較大。輪式防墜器，推動部分采用了齒輪變速、制動推動直線運行軌跡變成了圓形軌跡， 制動推動距離超出了直線運行距離的4 倍以上，不受推動桿推拉距的限制。當制動磨損間隙超出規程要求時，不更換制動輪，則通過調整設置在橫框架外壁面與制動輪同軸的齒輪來繼續使用，這種防墜器使用和維護比較復雜些。總之，各種防墜器有各自的特點，總體上來說，制動繩式防墜器應用較多。

4 結語

煤礦罐籠使用的防墜器，結構形式多種多樣，在具體使用時要根據礦井的實際情況需要，在選取的同時，首先要滿足國家標準和安全規程的要求，在此前提選用維護方便、經久耐用的防墜器。煤炭行業的快速發展，礦用防墜器的技術也在不斷進步，適應現代化礦井發展的能力也越來越強。

參考文獻

[1]邵裕生等.礦用防墜器[M].北京： 高等教育出版社.1992.8.

[2]國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程[S].北京： 國家安全生產監督管理局， 2004.11.