試論立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置的結構型式及具體運用

吳英華

摘 要：文章主要介紹了目前煤礦立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置的結構型式，給出了托罐裝置的理論計算，并將其運用到實際環境中，并分析了實驗結果，為煤礦安裝立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置提供了理論依據。

關鍵詞：立井提升；防過卷；緩沖托罐裝置

我們金泰公司從八十年代開始生產多種規格的立井提升安全防墜罐籠產品，并始終保有多種規格產品的“安標”證書，幾十年以來，隨著科學技術的進步，各種配套設備能力的提升，煤礦立井開采逐漸趨于大型化、提升容器、單次提升量和提升速度不斷突破極限，在此情況下，立井提升的安全保護措施也成了我國煤礦最關注的問題。雖然現在有多道電器控制和機械保護裝置對提升機的控制、制動等環節進行保護，但是由于操作失誤等多方面的原因，過卷（過放）的事故還是不斷的發生，甚至會有斷繩墜罐的重大事故發生，不僅傷人損財還得停工停產。經過研究分析發現，只在提升機上下功夫是不足以得到保護的最好效果的，還有隱患，因為連接提升機和提升容器的是鋼絲繩，出現過卷緊急情況時，就算提升機能夠很快制動，但是因為慣性的因素正在上升的提升容器一定會繼續上升，如果不能很好的解決這個問題，就會出現松繩，這時不對提升容器進行控制就會很危險，容易出現過卷、斷繩等很多意外情況。通過分析提升機的原理和總結事故經驗，得出應從提升機和提升容器這兩頭解決立井提升的保護問題。因此，1992年以來《煤礦安全規程》中就一直規定立井提升系統必須有緩沖裝置、托罐裝置等保護安全的裝置。

1 立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置

1.1 BS型摩擦滾筒緩沖裝置

BS型摩擦滾筒緩沖裝置，此裝置是通過鋼絲繩纏繞而產生摩擦，以此對過卷（過放）容器進行吸收的裝置。此裝置中有一個緩沖設備。安裝位置為提升容器兩旁的道梁，以鋼絲繩將緩沖設備纏繞，之后以鋼絲繩末端掉在緩沖托梁的位置上，緩沖托梁大多在停車時的提升容器上或者下面。在常規狀態下，提升容器與緩沖托梁保持脫離狀態。在出現過卷問題自后，緩沖托梁與提升容器發生接觸，并保持貼合狀態一起移動。緩沖托梁以鋼絲繩拉動緩沖設備的滾筒，通過鋼絲繩提供的阻力為提升容器提供緩沖阻力，對抗絞車與提升容器的持續運動。緩沖容器的制動能力需要確保過卷之后能夠穩定停止，同時緩沖速度a低于gn的條件下能夠進行調整。

最主要的是可以通過調節盤與螺母的聯合作用，調節正向壓力完成對制動的調控作用。在實際的操作中，可以頻繁多次的使用，極其方便。缺點是其制動力在長時間的不運作情況下無法動態變化，可能由于摩擦系數的改變、其他材料的變質與滑動平面因素而發生變動。

1.2 FHT型防撞梁托罐

托罐裝置主要是緩沖器、滑槽、托爪等組成的。提升容器發生過卷故障與托罐裝置的托爪產生撞擊時，托爪能夠自動回縮，如果提升容器還在繼續上升，即將撞到防撞梁時，托爪會迅速的伸出，托住將要下落的容器，防撞梁具有一定的彈性，能夠減小對過卷容器的沖擊和沖擊造成的容器變形。托罐裝置不僅有托罐功能還具有緩沖功能，它還可以使提升容器下落距離不超過500mm。

FHT型防撞梁托罐的緩沖托梁和緩沖器是靠鋼絲繩連接的，時間長了鋼絲繩容易發生生銹、腐蝕、老化等情況，造成其工作強度降低，制動失效而起不到保護作用，可靠性較差。

2 緩沖托罐裝置的制動力

假設某礦各種數據如下：最大提升速度vm=5.77m/s，罐籠自重Q0=4470kg，一罐最多載人27人，鋼絲繩：6（V）37S+NF-？準36.5-ZZ，p=5.67kg/s，鋼絲繩破斷拉力總和為1031KN，懸垂高度為300m，提人時系統變位質量∑M=42865kg。要使防過卷制動減速度a<1gn，防過放制動減速度a<3gn。

2.1 防過卷制動力

3 立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置具體運用

根據理論計算，我們將BS型摩擦滾筒緩沖裝置、FHT型緩沖托罐裝置作為防過卷緩沖裝置及托罐裝置（見圖1），在某礦進行試驗運用。

此裝置由井底防過放緩沖、井口防過卷緩沖、井架防撞托罐三部分組成。

BS形摩擦滾筒緩沖設備是通過摩擦制動的方式對發生過卷、過放的提升容器進行控制的裝置，它能夠提供的制動能力輸出平穩同時調節方便，由于蝶形彈簧以及摩擦裝備的位置均在卷筒之中，同時還選擇了防潮的密封方式，通過整體防護罩的方式進行保護，可以在淋水的條件下應用，減少了維護工作，還可以多次使用。

這種設備在防止過放緩沖的過程中，將緩沖設備放置在馬頭門的道梁上。礦井提升容器選擇雙提升的方式，所以一個罐籠需要安裝四個緩沖設備，安裝位置在兩旁的道梁，緩沖設備以鋼絲繩纏繞后吊在緩沖梁，緩沖梁位置為停車時罐籠下的0.5m。在常規狀態下罐籠與緩沖梁不發生接觸。在過放情況出現后，罐籠會下降與緩沖梁接觸并保持一致性運動，四臺緩沖設備的卷筒通過轉動提供制動力，從而實現速度減緩并穩定停車。通常情況下2至3米的水窩就可以實現。

這種設備對其他設備不造成任何影響，安裝方法簡單，需要的時間也很短，在停止維修的過程中就可以完成設備安裝。想要實現防過卷的目標時，僅需要將整個裝置反向安裝就可以了。

基于各種設備的實際應用作用，在立井提升設備中防止過放或者過卷的緩沖設備以及托罐都可以起到效果，是保護人身安全的可行有效的措施。

4 結束語

通過對立井提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置的結構和現場實驗情況進行分析，結合發生過的問題，必須要增加安全方面的設備以及投入。特別是在提升速度較快而過卷距離較短的陳舊礦井中，基于生產環境無法提高井架的高度，需要特別注意提升防過卷（過放）緩沖托罐裝置的安裝。還要在實際運用中不斷對現有裝置的不足進行完善改進，努力做好礦井安全的保護工作，減少礦井事故的發生。

參考文獻

[1]楊福珍，白霄，陳哲，等.立井提升防過卷過放緩沖托罐裝置受力分析[J].煤礦機械，2011，32（7）：70-71.