礦井提升機械安全可靠技術應用探討

摘 要：對于礦產開采工作而言，礦井提升機械是一種關鍵性的設備，承擔著井下作業提升工作人員和物料的責任，素來被看做是礦井的咽喉。礦井提升機械在使用過程中，一直把安全、可靠作為基本原則和宗旨，是開采工作進行的前提條件和保障。作者結合多年的工作經驗，從實際情況出發，對礦井提升機械進行了研究，尤其是對其薄弱環節的安全性進行了探析，為礦井提升機械安全可靠技術的研發提供參考。

關鍵詞：礦井；礦井提升機械；安全可靠技術；應用

1 礦井提升機械的安全可靠性分析

1.1 安全性

礦井提升機械的安全功能比較廣泛，主要有超速、過卷保護、防墜保護、過載過壓保護、防爆等方面。礦井提升機械對使用環境有一定的要求，不管是在各種金屬、非金屬礦山上，還是在含有易燃、易爆氣體和煤塵的礦井口或井下，只有具有較高的安全可靠性，礦井提升機械的安全功能才能發揮出來，避免作業過程中安全事故的發生。

1.2 可靠性

齊全的安全功能和較高的安全可靠性，是保證礦井提升機械道道理想工作狀態的連個基本條件，缺一不可。提升機主要依靠各個子系統的安全可靠程度和安全措施來實現安全功能。礦井提升機械的安全可靠性指標，也就是我們通常所說的安全可靠度R（t），指的是提升機在規定的時間內和特定條件下完成安全可靠功能的概率，它包括兩個方面，即提升機固有的安全可靠度Ri（t）和使用安全可靠度Ru（t）。

1.3 安全可靠性設計

為了保證礦井作業的安全性，狂性提升機的安全可靠性設計要重點考慮以下幾個方面：確定標準的提升機安全可靠性指標；明確提升機各個子系統以及整體的安全可靠性框圖；對提升機元部件的安全可靠性進行預測，并對安全可靠性指標進行合理分配。簡單來說，礦井提升機械的安全可靠性設計包括兩個方面：安全可靠性預計和安全可靠性分配。安全可靠性預計主要是結合已有的工作經驗和一些安全故障記錄、提升機目前的安全技術水平以及元件的失效率等作為參照依據，對提升機設計系統所能達到的安全可靠程度進行預報。安全可靠性分配是把整個提升機的安全可靠性指標分配給每個子系統，同時要確保各個子系統的安全可靠性符合規定指標要求，從而保證提升機整體的安全可靠性指標。安全可靠性指標的分配方法不一，需要根據約束條件和目標函數選擇適合的方法，常見的有相對失效概率法、等同分配法等。

2 礦井提升機械安全可靠技術的應用

2.1 提升機過卷過放緩沖裝置

礦井提升機械的過卷過放緩沖裝置，依據緩沖元件和吸能進行分類，主要包括摩擦吸能、彈性緩沖、塑性變形吸能以及液壓阻尼吸能等。摩擦吸能是利用提升機吸能元件在相對運動的過程中，接觸面之間產生的摩擦力做功來消耗過卷容器內的能量。彈性緩沖是通過提升機彈性元件把過卷容器的能量進行轉化，其主要形式有兩種：即橡膠緩沖和彈簧，可以減少沖擊力的峰值、增大沖擊力的作用時間。塑性變形主要利用吸能元件的塑性變形來消耗能量，主要有拉伸鋼制桿件、本質型罐道、柔性罐座、線性塑性要變鋼帶和未拉伸尼龍繩等結構。液壓阻尼吸能主要通過阻尼孔內產生的阻尼來消耗能量，其形式有氣動和液力兩種。

2.2 鋼絲繩張力自動平衡裝置

礦井提升機械的鋼絲繩張力自動平衡裝置，利用的是液壓聯通裝置器工作的原理，并結合懸掛器進行使用，使得多根鋼絲繩之間相互摩擦，在提升中達到一種自動平衡的狀態。這種裝置的最大特點是，可以及時發現提升機鋼絲繩張力的不平衡問題并進行維修，與此同時還能夠減少或消除提升過程中各鋼絲繩之間不平衡的張力。礦井提升機械的實驗和使用表明，鋼絲繩張力自動平衡裝置不僅可以降低鋼絲繩摩擦襯墊底部遭受的磨損，很大程度上提高鋼絲繩的適用壽命，而且還能有效預防由鋼絲繩張力不平衡引發安全事故的發生。

2.3 副井井口聯動閉鎖裝置

副井井口操車聯動作為井底、井口和有關機械、電器、設備的設計程序，它可以實現在規定的閉鎖條件下，自動進行循環動作，幫助罐籠順利完成提升作業。FCZ-I型副井井口操車系統采用的是可編程控制器進行集中控制的工作模式，井底、井口的設備和機械普遍采用全液壓的傳動方式，礦井提升機械的副井井口聯動封閉裝置可以有效預防副井井口事故的發生。

2.4 提升機防范制動失靈裝置

礦井提升機械的盤式制動器補償增壓裝置，只有當提升機的安全回路節點發生動作之后才可以啟動油泵，同時還可以對提升機測速電機的電壓進行監測。如果發現礦井提升機械工作時沒有按照預先的設定值進行減速制動，就必須立刻采取補償制動的措施，還要馬上把原來使用制動器的盤式制動器補償增壓裝置和松閘壓力油的油箱接通，從而保證閘門可以貼近制動器并對正壓力進行補償，通過比較設定減速度和測量減速來控制和補償控制力的大小，確保礦井提升機械減速停車。如果礦井提升機械正在按照設定的減速值進行減速制動，在這種情況之下盤式制動器補償增壓裝置則不需要實施補償。

2.5 提升機摩擦提升滑動監控裝置

礦井提升機械的摩擦提升滑動監控裝置主要包括消除滑動和滑動監測等裝置。礦井作業時，在提升機運行的過程中，可以通過單片機和光電編碼器共同組成的檢測儀監測和判斷滑動的速度，如果提升機發生了滑動，就會進行報警，并且斷開安全回路，實現利用摩擦輪進行制動，以此實施滑動保護。提升機摩擦提升滑動監控裝置屬于后備保護裝置的范圍，同時也可以輔助提升系統的制動，實現了鋼絲繩制動和滑動報警。

2.6 提升機的定重裝載裝置

礦井提升機械的定重裝載裝置是為了防止箕斗超載的發生，主要有核子稱、皮帶電子、液壓式和壓磁式等類型。在這里主要對具有PLC控制的液壓密封式定重裝載裝置進行探討，這種裝置采用的是測量亦換傳感器與主受力元件相分離的結構，主受力元件的受力結構和密封性能都比較好，可以滿足對定量箕斗承力的要求。主受力元件以液壓能的形式向測量傳感器傳輸定量斗的裝載量，測量傳感器再以電信號的方式把信息傳給可編程控制設備。

2.7 提升機提升狀態監控裝置

礦井提升機械的提升狀態監控裝置不僅具有后備保護的功能，而且還可以對提升盤式制動系統的性能進行監測，具有對制動缸工作阻力、制動系統最大工作油壓、工作殘壓、空動時間、閘瓦開合狀態等方面的在線監測，對制動系統的超限狀態進行預警。這種裝置不但可以對提升機進行安全監護，還能夠引導技術人員操作的規范性，把安全監護的作用發揮的淋漓盡致，可以有效提高生產效率和安全可靠性。

3 結束語

通過礦井提升機械安全可靠技術應用的分析，我們要清醒的認識到，提升機機械對于礦石開采工作的重要性，它擔負著下放物料、升降人員和設備、提升礦石等任務。為了保證提升機在礦井作業的安全使用，必須保證其具有較高的安全可靠性能，最大限度的降低檢修實踐和安全事故發生頻率。礦井提升機械安全可靠技術的應用，不但可以為整個礦井作業提供便利，同時也為作業人員的安全添加了保護層，應該作為礦井作業的一項重要工作來抓。對于我國的礦石開采作業而言，仍然存在很多不安全因素，安全事故的發生造成了人員傷亡和財力損失，所以，加強提升機安全可靠技術的研發和應用任重道遠。

參考文獻

[1]馬進.變頻絞車在礦井提升中存在的問題及解決措施[J].工礦自動化，2011，6.

[2]胡繼云.建立多剛體系統動力學方程的坐標變換法及其應用[D].重慶大學，2014.

作者簡介：韓軍偉（1987，7-），男，河南省淅川縣人，大專，助理工程師，研究方向：機械工程。