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斜井提升機鋼絲繩防松問題分析
發(fā)布時間：2021-12-20 15:49 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
在礦山斜井提升中，提升容器在斜按處道重載后，提升容器受慣性影響，繼續(xù)沿斜面軌道上行，這極易引起系統(tǒng)中提升鋼絲繩松繩；提升容器在斜坡軌道下行運行，受到卡阻或者在變坡
在礦山斜井提升中，提升容器在斜按處道重載后，提升容器受慣性影響，繼續(xù)沿斜面軌道上行，這極易引起系統(tǒng)中提升鋼絲繩松繩；提升容器在斜坡軌道下行運行，受到卡阻或者在變坡點前后，也易引起提升鋼絲繩松繩，提升容器處于無牽引狀態(tài)，給系統(tǒng)造成危害。筆者結(jié)合提升容器運行工況以及設備自身狀況，探討提升鋼絲繩松繩原因，提出預警及預防措施，防止事故發(fā)生。
1斜井提升機工作原理
斜井提升機系統(tǒng)主要由提升主機、提升鋼絲繩、天輪裝置、提升容器、制動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成，其工作原理如圖1所示。鋼絲繩一端固定在卷筒上，另一端經(jīng)過天輪裝置與提升容器相連。電動機作為動力源，經(jīng)過減速器傳動，帶動卷筒運轉(zhuǎn)，從而纏繞鋼絲繩。鋼絲繩帶動提升容器在斜坡軌道上運行，制動系統(tǒng)控制提升機在井底或井口停車位置的制動，達到提升物料目的。
2鋼絲繩松繩原因分析
設備在運行過程中，引起鋼絲繩松繩的因素比較
多，筆者從提升設備運行使用及制造兩方面進行逐一
分析。
2.1從設備運行使用方面分析
（1）《煤礦安全規(guī)程》第427條（一）中規(guī)定，各
類提升機的制動裝置發(fā)生作用時，提升系統(tǒng)的安全制
動減速度必須符合表1的要求"。袋1提升系統(tǒng)安全制動堿速度規(guī)定值
Tab.1Specified values of safe braking acceleratfion and deceleration of hoisting system并8傾角/）|s80|>30提升減速度（m·）sA.|s5下放堿速度/（m·s）|=0.25|*l.5表1中，自然減速度
4.=8（sing+fcose）.
式中：g為重力加速度，m/s；0為井巷傾角，（）；f為繩端載荷的運行阻力系數(shù)，一般取0.010~0.015。
重載提升物料時，鋼絲繩在卷筒上纏繞，帶動提
升容器上行，減速時，由于制動力過大，導致制動減速度過大，超出了安全規(guī)程的要求值，造成卷筒的轉(zhuǎn)動速度降幅較快，從而影響鋼絲繩的纏繞線速度。在高速慣性的作用下，提升容器的運行速度大于鋼絲繩
的纏繞速度，使得鋼絲繩發(fā)生松繩。
（2）在斜井長距離提升時，安全規(guī)程規(guī)定斜井提
升鋼絲繩可以纏繞3層。鋼絲繩在卷筒上進行多層纏繞，當纏繩混亂時，易出現(xiàn)鋼絲繩線速度與容器運行
速度不匹配的情況，引起鋼絲繩松動。
（3）斜坡軌道不平整或存在障礙時，提升容器下
放受阻，造成鋼絲繩線速度與容器運行速度不匹配.
引起鋼絲繩松動。
2.2從設備制造方面分析
（1）卷筒園度超標。當其超標時，鋼絲繩在卷筒
上高速纏繞時，鋼絲繩上下跳動過大，影響鋼絲繩在卷筒繩槽的纏繞以及容器在軌道上的運行，極易引起鋼絲繩從天輪輪槽中跳出，造成鋼絲繩松動，引起事
（2）通過天輪的鋼絲繩與天輪輪緣的高差不滿足
安全規(guī)程的要求。規(guī)程要求高差不得小于鋼絲繩直徑
的1.5倍，否則鋼絲繩易從天輪輪槽中跳出，造成鋼
絲繩松動，引起事故。
3鋼絲繩松繩防護措施
根據(jù)上述分析，結(jié)合實際使用情況，筆者主要從制動減速度的控制、鋼絲繩排繩、鋼絲繩防松預警監(jiān)測、鋼絲繩脫槽防護等角度，探討分析鋼絲繩松繩防護措施。
3.1控制制動減速度
《煤礦安全規(guī)程》第426條（三）中規(guī)定"：對質(zhì)量模數(shù)較小的提升機，上提重載保險閘的制動減速度超過本規(guī)程規(guī)定值時，K值可以適當降低，但不得小于2。
K值為制動裝置產(chǎn)生的制動力矩與實際提升最大載荷旋轉(zhuǎn)力矩之比，簡稱制動力矩倍數(shù)。制動減速度a與制動力矩倍數(shù)K的關系如下。
重物上提工況時，K=f1+4kg-1.a）|sine+fcoseg'
重物下放工況時，K=f1+A
×2+1，（2）sin8-fcoseg其中質(zhì)量系數(shù)A=M。
m式中：W為旋轉(zhuǎn)部分的變位質(zhì)量，kg；m為系統(tǒng)直線運動部分質(zhì)量，kg。
對于選型已經(jīng)確定了的礦井或已建成的礦井，提升機規(guī)格、提升容器、鋼絲繩、載荷量、巷道傾角等參數(shù)已經(jīng)確定了，具體到式（1）、（2）來說，A、B、f為已知值”，可根據(jù)上述公式調(diào)整k值，使制動減速度滿足規(guī)程要求。具體可以按照以下兩種方法實施：
（1）調(diào)整實際提升載荷以改變K值，從而獲得合適的制動減速度；
（2）采用可變力矩液壓站，根據(jù)上提、下放不同工況，分別設定不同的制動油壓，以實現(xiàn)制動力矩的控制調(diào)整，從而獲得與上提、下放工況相匹配的制動減速度。
3.2鋼絲繩排繩
為防止鋼絲繩在卷筒上纏繞時出現(xiàn)混亂，可以從主動引導鋼絲繩有序排列、進行事前預防的角度考慮，也可以對排繩混亂進行監(jiān)測并施行相關干預，采取適當?shù)拇胧╊A防事故發(fā)生。
（1）設計一種排繩裝置，引導鋼絲繩進行有序纏繞。排繩裝置的工作原理如圖2所示。排繩器安裝在排繩裝置的絲杠和導桿上，引導鋼絲繩在卷筒上有序排列，并沿導桿進行軸向移動。絲杠的上端距與卷筒繩槽的節(jié)距一致，在導輪a、b的帶動下。絲杠的轉(zhuǎn)速與卷筒的轉(zhuǎn)速保持一致、卷筒轉(zhuǎn)動一周，排繩器在絲杠上移動一個螺距。在排繩器的引導下，鋼絲繩將順利且有序地纏繞，防止鋼絲繩脫槽，避免發(fā)生事
故。
（2）設計鋼絲繩排繩監(jiān)測裝置，當排繩混亂時，提前預警。如圖3所示，排繩監(jiān)測裝置位于鋼絲繩下方，當排繩混亂時，會觸碰監(jiān)測裝置的傳感器并發(fā)出
信號，控制系統(tǒng)接收到信號后，可及時進行安全制
動，避免發(fā)生事故。
1.卷銷2.鋼絲繩3排繩盤測裂置
圖3鋼絲繩排繩監(jiān)測裝置
Fig.3 Monitoring device for alignment of wire rope
3.3鋼絲繩松繩預防
鋼絲繩松繩極易造成排繩混亂，引發(fā)事故。對于
鋼絲繩松繩的預防，可以從鋼絲繩受力狀態(tài)的變化和位置狀態(tài)的變化兩方面考慮。當上述狀態(tài)發(fā)生變化并達到預警值時，控制系統(tǒng)得到信號并及時采取安全措
施.預防事故發(fā)生。
（1）設置鋼絲繩拉力監(jiān)測裝置，如圖4所示。當
提升鋼絲繩拉力小于預設值時，拉力監(jiān)測裝置提前預警。在天輪軸上設置測力銷，當發(fā)生松繩時，滑輪軸受力減小，測力銷中的傳感器輸出值發(fā)生變化，并將信號傳送到控制系統(tǒng)，當超出系統(tǒng)設定的范圍后，控制系統(tǒng)發(fā)出制動指令，系統(tǒng)進行及時安全制動，防止事故發(fā)生。
（2）設置鋼絲繩防松保護裝置，如圖5所示。當
鋼絲繩發(fā)生松弛時，觸壓防松裝置中的張緊繩，使防松裝置中的觸碰裝置與行程開關分離，觸發(fā)行程開關發(fā)出信號，信號并入PLC控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)采取安
全措施，進而避免事故發(fā)生。
包
1.鍋然蠅2.防松裝置3.行程開關類
圖5鋼絲繩防松保護裝置
Fig.5 Protection device for loosening of wire rope
4結(jié)語
分析了斜井提升機鋼絲繩松繩原因，提出了被動
監(jiān)測到主動防護的措施，給同類斜坡式鋼絲繩牽引裝置的鋼絲繩防松設計提供了多種思路，為今后鋼絲繩
牽引斜面提升系統(tǒng)的安全運行提供指導。