摩擦式提升系統(tǒng)尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

羅凌云 張志偉

(山東黃金集團(tuán)昌邑礦業(yè)有限公司)

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摩擦式提升系統(tǒng)尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

羅凌云 張志偉

(山東黃金集團(tuán)昌邑礦業(yè)有限公司)

當(dāng)摩擦式提升系統(tǒng)平衡尾繩隔離裝置失靈致使尾繩發(fā)生扭結(jié)時(shí)，提升機(jī)若無法迅速停車，將會(huì)造成重大設(shè)備安全事故。為排除尾繩扭結(jié)給提升系統(tǒng)帶來的重大隱患，山東黃金集團(tuán)昌邑礦業(yè)有限公司所屬鐵礦山設(shè)計(jì)安裝了摩擦式提升系統(tǒng)尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置，該裝置的應(yīng)用取得了一定的成效，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

摩擦式提升系統(tǒng) 平衡尾繩隔離裝置 尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置

山東黃金集團(tuán)昌邑礦業(yè)有限公司所屬鐵礦山主井采用JKMD-4×4(Ⅲ)E型多繩摩擦輪提升機(jī)，提升高度383 m，提升方式為箕斗+平衡錘，提升速度8.63 m/s，提升加速度0.7 m/s2，拖動(dòng)電機(jī)額定功率1 800 kW，2011年3月投入使用。由于該豎井井筒安裝時(shí)未安裝尾繩隔離及扭結(jié)保護(hù)裝置，運(yùn)行過程中曾發(fā)生過尾繩扭結(jié)事故，由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)未造成重大設(shè)備事故。為此，在更換了新尾繩后，為保險(xiǎn)起見，該提升機(jī)僅以4 m/s速度運(yùn)行，導(dǎo)致提升機(jī)提升時(shí)間過長(zhǎng)，從而大大增加了提升電耗，也大大影響了提升機(jī)的提升能力。為此，設(shè)計(jì)安裝了尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置，有效解決了制約提升系統(tǒng)安全、節(jié)能等問題，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝

尾繩扭結(jié)主要分為一條尾繩扭結(jié)或2條尾繩相互纏繞扭結(jié)2種情況，導(dǎo)致尾繩扭結(jié)的主要原因?yàn)椋孩儆捎诰追鄣V過高頂住尾繩，使尾繩變形，運(yùn)行時(shí)不按照正常軌跡運(yùn)動(dòng)，相互纏繞；②由于安裝于箕斗或平衡錘下端的尾繩旋轉(zhuǎn)裝置失靈，提升時(shí)致使鋼絲繩無法旋轉(zhuǎn)、鋼絲繩打結(jié)。為防止運(yùn)行過程中一條尾繩扭結(jié)或2條尾繩相互纏繞扭結(jié)，應(yīng)重點(diǎn)考慮將尾繩進(jìn)行隔離或確保尾繩發(fā)生扭結(jié)時(shí)提升機(jī)能夠緊急停車。

1.1 尾繩隔離裝置

尾繩隔離裝置采用φ22 mm鋼絲繩安裝成隔離網(wǎng)，每條鋼絲繩兩端固定于防撞梁上，并在鋼絲繩上套φ32 mm抗磨PE管(圖1)，將一條尾繩兩側(cè)及2條尾繩之間進(jìn)行隔離，有效避免運(yùn)行時(shí)尾繩晃動(dòng)或相互間距較小而發(fā)生扭結(jié)。采用φ22 mm鋼絲繩制作的隔離網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)在于鋼絲繩富有彈性，不被卸礦時(shí)墜落井底的礦石砸壞，較隔離木及隔離管制作的隔離網(wǎng)維修量及維修成本大大降低。在隔離網(wǎng)鋼絲繩上套裝φ32 mm抗磨PE管，以防運(yùn)行時(shí)尾繩與隔離網(wǎng)鋼絲繩的碰觸摩擦，有效降低了尾繩磨損，并且φ32 mm抗磨PE管可阻止φ22 mm鋼絲繩銹蝕，通過定期更換φ32 mm抗磨PE管便可確保尾繩隔離裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 尾繩隔離裝置安裝布置(單位：mm)

1.2 尾繩防扭保護(hù)裝置

在井底防撞梁下端橫拉φ8 mm鍍鋅鋼絲繩穿越箕斗和平衡錘的尾繩之間，一端用夾板夾住固定于防撞梁下端的槽鋼上，另一端末端用10 kg拉簧固定，在彈簧前串接一塊永久磁鐵，使磁鐵長(zhǎng)期感應(yīng)磁接近開關(guān)，將接近開關(guān)常閉點(diǎn)接入PLC開關(guān)量輸入模塊，一旦扭繩，尾繩拉拽φ8 mm鍍鋅鋼絲繩，使磁鐵脫離接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)，磁接近開關(guān)動(dòng)作常閉點(diǎn)斷開，PLC保護(hù)程序動(dòng)作，迅速發(fā)出緊急停車指令，提升機(jī)緊急停車，可有效避免提升機(jī)繼續(xù)運(yùn)行引發(fā)斷繩等重大設(shè)備事故(圖2)。考慮到井筒淋水造成接近開關(guān)頻繁損壞以及井筒維修危險(xiǎn)度較高等因素，設(shè)計(jì)了一套尾繩防扭保護(hù)接近開關(guān)動(dòng)作裝置(圖3)。該裝置利用滑輪組將φ8 mm鍍鋅鋼絲繩10 kg拉簧、末端磁鐵及接近開關(guān)等原件集中安裝于-325 m水平裝礦站信號(hào)室外，確保φ8 mm鍍鋅鋼絲繩被尾繩扭擺時(shí)接近開關(guān)靈敏可靠。

圖2 尾繩防扭保護(hù)裝置φ8 mm鍍鋅鋼絲繩安裝示意

圖3 尾繩防扭保護(hù)裝置接近開關(guān)動(dòng)作裝置

1.3 PLC控制程序

尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置設(shè)計(jì)安裝完畢后，修改了PLC速度控制程序及減速距離控制程序。其中，PLC控制程序如圖4所示，安全回路控制程序如圖5所示。

圖4 PLC控制程序

2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

圖5 安全回路控制程序

由于提升速度慢，提升生產(chǎn)效率底，峰、平、谷用電時(shí)段難以控制，提速后有效控制了峰、平、谷用電時(shí)段，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)山東黃金集團(tuán)昌邑礦業(yè)有限公司所屬鐵礦山尾繩扭結(jié)給提升系統(tǒng)帶來的安全隱患，對(duì)摩擦式提升系統(tǒng)尾繩隔離及防扭保護(hù)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)和安裝，該套裝置的有效運(yùn)行不但解決了尾繩扭結(jié)導(dǎo)致安全事故及制約生產(chǎn)等問題，而且達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，經(jīng)濟(jì)效益顯著，對(duì)于類似礦山有一定的參考價(jià)值。

2016-05-31)

羅凌云(1975—)，男，工程師，261313 山東省蓬萊市大柳行鎮(zhèn)虎路線村。