主提升系統(tǒng)托尾繩保護(hù)裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用的探討

【摘要】主提升機(jī)托尾繩保護(hù)裝置一直是絞車保護(hù)裝置中的一個(gè)空白課題，雖然有很多理論上的研究，但始終沒有較好的成型產(chǎn)品在實(shí)踐中應(yīng)用。本文敘述的托尾繩保護(hù)裝置是根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成的。由于各礦井的結(jié)構(gòu)不同，我們只針對小青礦的礦井結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對其應(yīng)用效果進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】提升機(jī)；托尾繩保護(hù)

在摩擦式提升系統(tǒng)中，提升機(jī)的尾繩起到平衡負(fù)荷、改善提升機(jī)的受力情況并減小張力差的作用，從而保證提升機(jī)的安全運(yùn)行，提高提升機(jī)的運(yùn)行壽命。在實(shí)際運(yùn)行中如果因?yàn)槿藶樵蚧蛲话l(fā)條件下造成尾繩斷絲、磨損，會(huì)有造成尾繩斷裂危險(xiǎn)。由于主井裝、卸載的設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在裝、卸煤過程中必然會(huì)出現(xiàn)一定量的煤撒落入井底，造成井底堆煤現(xiàn)象。如果不能及時(shí)清理井底堆煤，堆煤量達(dá)到一定程度，尾繩就會(huì)被堆煤托起。另外，由于信號工等人員的操作失誤或設(shè)備突發(fā)其它故障時(shí)，如裝重斗、扇形們關(guān)不上等均會(huì)向井底短時(shí)間內(nèi)大量撒煤，從而造成井底堆煤。一旦尾繩被堆煤托起，就會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，從而尾繩急劇斷絲甚至斷裂，發(fā)生重大提升事故。為了預(yù)防此類事故的發(fā)生，必須研制一種有效的托尾繩保護(hù)裝置裝置，以確保提升安全。

1.小青礦主井應(yīng)用環(huán)境

小青礦主井為摩擦式多繩提升系統(tǒng)，提升高度587.5米，井深603米，主付箕斗額定載重13噸，在主付箕斗底部安裝兩根尾繩用來平衡箕斗和提升系統(tǒng)的負(fù)荷。裝載硐室設(shè)在主井井筒-477米處，其上方設(shè)有集中煤倉。集中煤倉下口為兩臺K-4型往復(fù)式給煤機(jī)。集中煤倉原煤通過給煤機(jī)到定量斗，再到箕斗完成整個(gè)裝煤過程。當(dāng)箕斗運(yùn)行到達(dá)主井井塔三樓后，原煤卸入地面煤倉內(nèi)，完成卸煤過程。由于裝載定量斗采用扇形門風(fēng)動(dòng)開啟、原煤靠自重下落的方式完成對箕斗裝煤動(dòng)作，定量斗下口與箕斗授煤口必須要存在一定的高差，以確保原煤的裝入，一旦扇形門發(fā)生變形或磨損，箕斗首繩繩長變化對位不準(zhǔn)確及裝煤時(shí)產(chǎn)生的沖擊，箕斗受力下沉等，都會(huì)產(chǎn)生一定的灑煤量。在卸煤過程中也是如此，因箕斗卸煤口與地面煤倉的高差等，在卸煤過程中也會(huì)造成一些原煤灑落墜入井底。雖然我們能夠做到定期清理井底積煤，但在一些特殊情況時(shí)，如由于主井首繩伸長不及時(shí)調(diào)整使定量斗和箕斗之間的高度差超限或因?yàn)檠b載信號操作人員人為失誤等會(huì)使定量斗內(nèi)大量原煤不能裝入箕斗而灑落到主井井底造成井底堆煤量急劇增多，堆煤高度急劇加大，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成托尾繩的危險(xiǎn)，存在井筒設(shè)施損壞和尾繩被拉壞的重大隱患。為防止此類事故的發(fā)生，我礦每班均安排人員到主井底部清煤斜巷檢查堆煤量，但這種方法存在一定的漏洞和弊端。因?yàn)橹骶刻斐龣z修兩小時(shí)外，其余時(shí)間均連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而人工檢查受時(shí)間和次數(shù)的影響做不到時(shí)時(shí)掌握堆煤情況。如在特殊情況發(fā)生時(shí)，井底堆煤過多不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，不能及時(shí)清理還會(huì)發(fā)生因堆煤過高，托起尾繩的提升事故。為了防止此類事故的發(fā)生，就要對井筒底部的堆煤情況做到時(shí)時(shí)掌控，因此，必須要有一套較為實(shí)用的托尾繩保護(hù)裝置，時(shí)時(shí)監(jiān)測井底煤量。

2.設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)

通過對現(xiàn)場的不斷觀察和研究，根據(jù)主井井筒的條件，在不影響主井裝載現(xiàn)有信號系統(tǒng)的前提下，我們設(shè)計(jì)并安裝了一套提升機(jī)托尾繩電氣保護(hù)裝置。

該裝置的結(jié)構(gòu)為：

由（1）電源和電纜；（2）堆煤保護(hù)監(jiān)測控制元件；（3）聲光報(bào)警裝置；（4）報(bào)警解除裝置等組成。如圖1所示。

利用裝載站的照明綜保ZBZ-4.0/660提供交流127V工作電源，在距井底尾繩下2米處安裝一套由KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)和磁鋼組成的監(jiān)測裝置。KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)和磁鋼都安裝在自制一個(gè)金屬框架上，磁鋼固定在框架側(cè)面，KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)安在框架的一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿上，杠桿長1米垂直安裝上面固定永磁限位開關(guān)，下面裝有一個(gè)5公斤的配重保證杠桿垂直。正常時(shí)KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)對應(yīng)磁鋼，KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)的常閉點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。當(dāng)井底堆煤積累至尾繩下2米時(shí)，堆煤會(huì)推動(dòng)安裝有KYCX礦用一般型永磁開關(guān)的杠桿，杠桿帶動(dòng)KYCX礦用一般型永磁限位開關(guān)離開磁鋼當(dāng)間距達(dá)到20cm時(shí)永磁限位開關(guān)常閉結(jié)點(diǎn)閉合，接通127V電源使安裝在裝載硐室內(nèi)的聲光報(bào)警裝置發(fā)出聲光信號，提醒操作人員采取措施。在需要解除報(bào)警聲光時(shí)，可扳動(dòng)報(bào)警解除裝置解除。此開關(guān)正常時(shí)應(yīng)處與閉合位置，嚴(yán)禁處于分?jǐn)辔恢?，只有在?bào)警需要解除時(shí)才能扳動(dòng)此開關(guān)，并在堆煤清理之后及時(shí)處于閉合位置。本裝置由于采用照明綜合保護(hù)裝置作為電源，由于照明綜合保護(hù)具有漏電、短路和過載保護(hù)，所以也可以為托尾繩保護(hù)提供保護(hù)。可以不間斷的監(jiān)測線路的絕緣情況，因?yàn)楸狙b置安裝在井筒底部，而井筒淋水較大和灑煤容易對線路和設(shè)備的絕緣造成損壞，當(dāng)絕緣降低時(shí)照明綜合保護(hù)裝置動(dòng)作從而起到保護(hù)作用。為了防止電纜和設(shè)備因淋水絕緣下降和因?yàn)⒚憾覀娎|和設(shè)備，我們采取了三種措施避免，第一、在永磁限位開關(guān)的選用上，我們采用的永磁限位開關(guān)為樹脂澆注，密封性好可耐水，工作性能可靠，可在惡劣的環(huán)境內(nèi)工作。第二、對于灑煤對電纜的砸傷我們采用穿管的方法，在井底開關(guān)到裝載之間把電纜穿入鋼管防護(hù)并把鋼管焊接固定，有效的防止灑煤砸傷電纜。第三、在安有磁鋼和永磁限位的金屬框架上，我們?yōu)榱朔乐篂⒚涸覊拇配摵陀来畔尬婚_關(guān)，在框架上方加裝了一個(gè)厚5mm的護(hù)罩，作為對磁鋼和永磁限位開關(guān)的防護(hù)。通過上述的措施有效的避免了灑煤和淋水對本裝置的損壞，提高工作的可靠性。

為保證本裝置的可靠動(dòng)作，我們規(guī)定對保護(hù)裝置須每班試驗(yàn)。而井底淋水濕滑，人員去試驗(yàn)時(shí)存在較大的安全隱患，為便于在保證人員安全的情況下進(jìn)行有效的試驗(yàn)，我們又在安裝永磁限位開關(guān)的杠桿下部固定了一根粗5mm的尼龍繩到裝載的梯子口處，在試驗(yàn)時(shí)只須拽一下繩子即可。如保護(hù)動(dòng)作可放下繩子，如不動(dòng)作人員再穿好防護(hù)用具下去處理即可，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性。

3.應(yīng)用效果

托尾繩電氣保護(hù)裝置在安裝使用三個(gè)多月的時(shí)間里，工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)正常、故障非常少，對裝載站硐室的其他電氣設(shè)備無影響。尤其是在淋水比較大的井底環(huán)境中性能可靠，能有效的對井底堆煤量進(jìn)行監(jiān)控，從而減少堆煤對提升機(jī)尾繩的影響，保證了提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

總之，由于目前沒有較好的成型產(chǎn)品，為此項(xiàng)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，此項(xiàng)設(shè)計(jì)還存在很多不足之處，尤其是其無法進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用檢測，其應(yīng)用僅停留在試驗(yàn)階段，其有效性還有待檢驗(yàn)。筆者論述僅為拋磚引玉，此項(xiàng)研究還有較大的空間，供我們共同研究和探討。

作者簡介：周明弘（1968—），男，遼寧遼陽人，大學(xué)本科，1990年畢業(yè)于遼源煤炭工業(yè)學(xué)校采煤專業(yè)，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)通風(fēng)與安全專業(yè)，工程師，鐵煤集團(tuán)小青煤礦礦長。