礦山豎井安全防墜裝置的維護與管理

莫慶軍

（1.金屬礦山安全技術國家重點實驗室，湖南 長沙 410012；2.長沙礦山研究院有限責任公司檢測中心，湖南 長沙 410012）

《金屬非金屬礦山安全規程》明確要求對豎井提升系統防墜器、過卷緩沖裝置等礦山豎井安全防墜裝置進行檢查和處理，強化豎井提升系統的安全管理。新安裝或大修后的單繩罐籠防墜器要求進行脫鉤試驗，合格后方可使用。在用防墜器要求每半年進行一次不脫鉤試驗及每年進行一次脫鉤試驗。

礦山豎井過卷段設置的過卷緩沖裝置確保使提升容器能夠平穩地在過卷段內停住，同時明確深度大于800m的豎井要求停住后不再反向下滑或反彈。

1 單繩罐籠防墜器的維護和管理

單繩罐籠防墜器分為木罐道防墜器和制動繩防墜器。我們從技術要求、檢查維護、不脫鉤試驗以及點檢項目四個方面進行技術分析總結為豎井安全防墜裝置管理提供技術支撐。

1.1 防墜器技術要求

防墜器的基本要求：防墜器應具有礦用產品安全標志證書。防墜器的技術參數應與礦山企業的立井單繩罐籠相匹配。螺栓應連接緊固，并有防松措施。抓捕器各鉸鏈銷軸應鍍鉻。防墜器零部件的外露表面涂防銹底漆和面漆。油漆涂層應色澤均勻、光亮，不應有皺折、流掛、起泡、脫落等缺陷。每個防墜器均應在明顯位置設置標牌。標牌內容應包括：產品名稱型號、主要技術參數、產品編號、出廠年月和制造廠名稱等。

木罐道防墜器技術要求：主拉桿和銷軸應采用優質碳素鋼或合金結構鋼制造的鍛件并經無損檢查合格。驅動彈簧的材料采用彈簧鋼，應至少滿足GB 1239中2級精度、Ⅱ類負荷的規定。主拉桿的強度安全系數不應少于13。抓捕器其他零件的強度安全系數不應少于2。驅動彈簧工作行程與總行程之比不應大于2/3。抓捕器應滿足在靜負荷試驗下，各零件不產生永久變形和損傷。

制動繩防墜器技術要求：抓捕器壁板和連接器應采用優質碳素鋼或合金結構鋼制造。楔子、楔背的材料應采用鉻軸承鋼GCr15、GCr15SiMn或合金滲碳鋼20CrMnTi。楔子、楔背的表面硬度應滿足HRC56～62并經無損檢查。抓捕器應滿足在靜負荷試驗下，楔子與鋼絲繩之間不產生相對位移，各零件不產生永久變形和損傷。鋼絲繩連接器滿足在靜負荷試驗時，澆注軸承合金處的鋼絲繩與連接器之間不產生相對位移，連接器各零件不產生永久變形。抓捕器其他零件的強度安全系數不應少于2。制動繩選型時，應至少滿足6倍最大靜載荷。緩沖器應有30%以上的制動力儲備。驅動彈簧工作行程與總行程之比不應大于2/3。

1.2 防墜器檢查維護

木罐道防墜器：主吊桿、套筒、彈簧、連桿、橫梁、軸、安全齒等滑動、轉動零件的動作應靈活，卡爪應隨各連桿的轉動而順利起落，無卡滯現象。螺紋連接件和鎖緊件應齊全、牢固，驅動彈簧完好。各個連接和抓捕機構不應存在永久變形，不應存在偏斜相咬現象，抓捕器的運動零件間不應落入雜物。

制動繩防墜器：螺紋連接件和鎖緊件應齊全、牢固；驅動彈簧完好。制動繩防墜器緩沖器末端緩沖繩的余留長度應為制動距離的2倍以上。緩沖繩的端部必須由合金澆成錐體形，且合金澆注處的鋼絲無抽出現象。制動繩應處于張緊狀態，且無妨礙制動繩運動的障礙。制動繩防墜器楔子繩槽與制動鋼絲繩間每側的間隙達標。抓捕機構為滾動型滑楔的制動繩防墜器，滾動楔子的外露長度符合要求。

1.3 防墜器不脫鉤試驗

礦山企業負責半年一次的不脫鉤試驗，并及時將試驗情況記錄存檔以備檢查。不脫鉤試驗前提條件，第一礦山企業操作人員應熟悉防墜器的相關標準。第二試驗前要做好檢查。對于木罐道防墜器，應保證各個連接和抓捕機構不應存在變形及偏斜相咬現象，抓捕器的運動零件間不應有雜物，各個連接和傳動部件，應動作靈活，軸銷齊全。對于制動繩防墜器，應保證緩沖器、制動繩張緊裝置、連接器完整，其螺紋連接件及鎖緊件齊全、緊固，并有放松措施。緩沖器末端緩沖繩的余留長度應為制動距離的2倍以上。制動繩應處于張緊狀態，且無妨礙制動繩運動的障礙。

不脫鉤試驗方法可在井口設置井口封蓋物，其強度應足以支撐提升容器突然下墜，采取有效措施，將防墜器處于動作狀態的提升容器提起，上提高度約為0.6m～0.7m。將提升容器輕輕下放，當提升容器停穩后，檢查防墜器穩定的制動住提升容器后測量防墜器和罐籠下滑的距離。不脫鉤試驗合格要求：被檢測防墜器應能穩定的制動住提升容器。對于木罐道防墜器和鋼罐道防墜器，抓捕器下滑距離應小于200mm，對于制動繩防墜器，抓捕器下滑距離應小于40mm，同時要求緩沖繩在緩沖器中不應有拉動現象。

每年一次的脫鉤試驗交由具有資質的第三方檢測機構負責。脫鉤試驗合格要求：對于木罐道防墜器和鋼罐道防墜器，抓捕器下滑距離不得超過400mm，提升容器對于井架的下落高度應小于600mm。對于制動繩防墜器，防墜器相對于制動鋼絲繩下滑距離不應超過150mm，提升容器對于井架的下落高度應小于400mm。

1.4 防墜器點檢項目

木罐道防墜器點檢項目主要有對整個防墜器運作銹蝕情況、抓捕器斷面、驅動彈簧完好及固定、各零部件運轉靈活無阻礙情況、連接件固定情況、主要部位是否潤滑等。制動繩防墜器點檢項目主要有整個防墜器運作情況、制動繩與緩沖繩的銹蝕磨損情況、驅動彈簧完好、緩沖器檢查、楔子貼合鋼絲繩及外露情況、井底拉緊裝置檢查及導向管襯套磨損情況等。

對防墜器的檢查維護由企業設置相關責任人負責該項檢修工作并做好記錄。點檢方法一般有目測、敲打、測量等。基本保障措施涉及調度通訊、專人指揮、人員保險、提升速度及操作配合等。特別指出發現鋼絲繩有斷絲時，現場要及時切除，并加以修整和記錄斷絲位置。嚴格執行防墜器制動繩一個捻距內的斷絲斷面積與鋼絲總斷面積之比達到10%時或鋼絲繩直徑減小量達10%時必須更換的要求。

圖1 防墜器主要連接機構示意圖

圖2 木罐道防墜器抓捕器示意圖

2 過卷（過放）緩沖裝置的維護和管理

對于過卷（過放）緩沖裝置，我們主要從技術要求、檢查維護及點檢項目三個方面進行闡述分析，以提供管理技術基礎。

2.1 過卷 （過放）緩沖裝置技術要求

摩擦片式緩沖托罐裝置：裝置參數如最大制動力、最大適應速度、最大終端載荷、制動減速度要求、最大緩沖距離、緩沖器數量、最大托罐力、單臺緩沖器緩沖能量、緩沖制動鋼絲繩型號符合安標要求，同時滿足與礦山企業使用的豎井提升設備相匹配的要求。過卷（過放）緩沖器軸，過卷托罐裝置銷軸應用優質碳素鋼或合金結構鋼制造。過卷托罐裝置銷軸、托爪、過卷（過放）緩沖器軸應經無損檢查合格。鋼絲繩應采用符合GB8918規定的結構。并應具有有效期內的礦用產品安全標志證書。變力緩沖器內制動盤與外制動盤應采用16Mn或鉻軸承鋼CCr15制造。

鋼帶式緩沖托罐裝置：裝置參數如單根鋼帶制動力、最大適應速度、最大終端載荷、最大緩沖距離、鋼帶數量、制動減速度要求、最大托罐力、單點適用最大緩沖能量、外型尺寸符合安標要求，同時滿足與礦山企業使用的豎井提升設備相匹配的要求。制動軸、托罐鎖回轉軸及托罐鎖應經無損檢查合格，制動軸，托罐鎖回轉軸應采用機械性能不低于45號優質碳素鋼的材料制造。鋼帶應整體制作，不得拼接，材料應做拉伸試驗，其延伸率δ5應不小于15%。托罐體及托罐鎖的托罐力不小于3倍最大終端載荷。

摩擦片式緩沖托罐裝置裝配后卷筒轉動靈活無卡阻，保證螺母回轉靈活。鋼帶式緩沖托罐裝置托罐體裝入套架或托罐鎖后，在人力的推動下應滑行自如，托罐鎖伸出自如。制動中要求容器不應產生劇烈震蕩和嚴重偏斜。制動后能使容器平穩地減速并停住，同時要求緩沖裝置的零部件不應損壞或產生永久變形。

圖3 過放緩沖裝置示意圖

圖4 過卷緩沖裝置示意圖

2.2 過卷 （過放）緩沖裝置檢查維護

摩擦片式緩沖托罐裝置：托罐緩沖器卷筒與壓蓋之間、變力緩沖器的前后支座與卷筒之間應設有密封圈，具防水、防塵功能。變力緩沖器設有的復位裝置應具有快速復位功能。托罐裝置應設有托罐緩沖部件，具有緩沖托罐功能。緩沖梁上應設有逆止托爪功能，保證緩沖停穩容器不在反向下滑。

過卷緩沖裝置托罐裝置應分別進行空載、滿載動作試驗，并滿足如下要求：試驗時托爪動作應靈活并可靠地托住容器；托爪伸入容器的深度應不小于45mm；重載試驗時托爪托住容器后托爪的緩沖行程應不小于20mm；托爪托住容器后最大下落距離不大于500mm。空載、滿載動作試驗礦山企業可對照出廠檢測報告選擇性開展，不做強制推行。

鋼帶式緩沖托罐裝置：釆用焊接的地方，焊縫高度不應大于母材的高度，焊縫高度應均勻，影響機件相對運動的地方，焊縫必須打磨光滑。裝置的制動軸、托罐鎖回轉軸及托罐鎖有鍍鋅。裝置具有防腐功能，外露表面應有涂防繡底漆和面漆。螺栓的聯接應緊固，并有防松措施。鋼帶應整體制作，不得拼接。托罐功能裝置應能托住容器上盤無反向下滑。托罐功能裝置應具有快速復位功能。

2.3 過卷 （過放）緩沖裝置點檢項目

摩擦片式緩沖托罐裝置點檢項目主要有對整套托罐裝置表面銹蝕及運行情況、緩沖鋼絲繩的直徑及有效期、緩沖器的快速復位螺栓的裝配實況、防水功能、轉動托罐緩沖器的拉桿與變力緩沖器的卷筒靈活情況、逆止托爪功能及個部件運轉靈活情況。

鋼帶式緩沖托罐裝置點檢項目主要有焊縫檢查、螺栓的聯接及防松措施情況、防腐功能、表面銹蝕情況、鋼帶檢查、各部件運行情況、托罐功能及快速復位情況。

3 豎井安全防墜裝置的管理

豎井安全防墜裝置管理要堅持“安全第一、預防為主”的管理理念。豎井安全防墜裝置安裝在井筒受限空間內，同時豎井安全防墜裝置表面經常遇到淋水或氣體的侵蝕導致形成的濁物層而無法直接目測其表面性能狀況，維護管理相應難度增大。這更加要求礦山企業，在確保安全的前提下，結合現場使用的實際情況，制定出科學實用的豎井安全防墜裝置管理制度，持之以恒地落實在日常檢修中，確保其功能處于完好有效狀態，給人員安全帶來可靠保障。

豎井安全防墜裝置管理措施要點：第一，礦山企業應配備專業技術和管理人員，負責豎井防墜安全裝置的安全運行管理工作。第二，礦山企業應配備專業人員負責豎井防墜安全裝置的檢修、維護和日常檢查工作。第三，做到及時發現問題及處理問題，如檢查發現有松動時要及時擰緊、有永久變形或偏斜相咬時要及時更換，有銹蝕時要及時除銹，有動作卡組時要及時住油等。第四，做好提前預防和善于總結工作，確保設備裝置處于完好狀態，堅決執行“問題不解決設備不運行”的管理方針。

單繩罐籠防墜器及過卷（過放）緩沖裝置等豎井安全防墜裝置是在出現事故時才起保護作用。由于日常運作期間豎井安全裝置不影響其運行提升，從而導致少數礦山企業對這類保護裝置重視不夠或者存在維護和管理不到位的現象，這是一種很可怕的不正常現象，存在極大的安全隱患。我們應該從思想及行動上做好每天對單繩罐籠防墜器進行檢查一次，每月對過卷（過放）緩沖裝置進行專項檢查一次，尤其對運轉構件和驅動彈簧等部件要著重維護。這也是礦山企業必須堅持的一種設備裝置管理制度。

綜上所述，我們從礦山管理實際出發，全文重點通過對單繩罐籠防墜器、過卷（過放）緩沖裝置等礦山豎井安全防墜裝置的分析，總結出豎井主要安全防墜裝置維護和管理的經驗，對豎井安全裝置管理及推動建設本質安全型生產礦山具有一定的指導和借鑒作用。