礦井提升機(jī)械安全可靠技術(shù)研究

席志華

（山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司官地煤礦，山西太原030022）

引言

礦井提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，和煤礦安全生產(chǎn)息息相關(guān)。礦井提升機(jī)械安全可靠也是煤礦企業(yè)十分重視的問題。隨著煤礦數(shù)量的增加，采煤規(guī)模逐漸擴(kuò)大，所以對煤礦生產(chǎn)的安全性也在逐漸增高。近些年我國在煤礦生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)一些安全事故，提升機(jī)可能出現(xiàn)制動失效和斷繩等情況，所以加強(qiáng)提升機(jī)械安全可靠技術(shù)的研究十分重要。可以利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，分析事故實(shí)例檢驗(yàn)故障模型，從而減少事故發(fā)生的概率。礦井提升的安全裝備能夠預(yù)防事故發(fā)生，避免事故規(guī)模擴(kuò)大，所以礦產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)對礦井提升機(jī)械的應(yīng)用和研究。

1 礦井提升機(jī)械安全可靠性分析

礦井提升機(jī)械的安全功能比較廣泛，在超速、過卷保護(hù)等方面都有一定的保護(hù)作用。礦井提升機(jī)械在使用時，要保證使用環(huán)境處于一定的變化范圍之內(nèi)，不管是在露天的礦山上還是存在有害氣體的礦井下，礦井提升機(jī)械只有在較高安全可靠性的情況中才能將安全功能發(fā)揮出來，從而降低作業(yè)事故發(fā)生的概率[1]。

要想保證礦井提升機(jī)械處于比較理想的工作狀態(tài)，齊全的安全功能和較高的安全可靠性是基本條件。礦井提升機(jī)械實(shí)現(xiàn)安全功能主要是靠子系統(tǒng)的安全可靠性和生產(chǎn)過程中的安全措施[2]。礦井提升機(jī)械的安全可靠度是衡量提升機(jī)械安全可靠性的一個重要指標(biāo)，它是指提升機(jī)在規(guī)定條件下成功完成安全可靠功能的概率，有固有安全可靠度和使用安全可靠度兩個參數(shù)。

對礦井提升機(jī)械進(jìn)行安全可靠性設(shè)計也是保證礦井生產(chǎn)安全的重要方面。首先確定提升機(jī)安全可靠性指標(biāo)，然后確定安全可靠性框圖，還有預(yù)測提升機(jī)械的安全可靠性，最后要合理分配指標(biāo)。礦井提升機(jī)械安全可靠性設(shè)計主要包括預(yù)計和分配兩個方面。預(yù)計是指根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和記錄以及目前的機(jī)械技術(shù)水平，進(jìn)行礦井提升機(jī)械安全可靠性的預(yù)測。分配是指將安全可靠性指標(biāo)分配到具體的子系統(tǒng)中，保證整體的安全可靠性，可能會有多種分配方法，需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行分配方法的選擇[3]。

2 礦井提升機(jī)械安全可靠技術(shù)的應(yīng)用

1）提升機(jī)過卷緩沖裝置。此種裝置能根據(jù)吸能和緩沖元件的種類對塑性形變吸能、彈性緩沖等進(jìn)行分類。塑性形變吸能是根據(jù)吸能元件工作時產(chǎn)生的熱量來判斷的，由本質(zhì)型罐道、拉伸鋼制桿件等組成。摩擦吸能是吸能元件在相對運(yùn)動產(chǎn)生摩擦?xí)r的能量來判斷的。液壓阻尼吸能是通過阻尼耗散過卷容器的能量來判斷的。彈性緩沖是通過彈性元件轉(zhuǎn)換成的變性能來增大作用時間、減小沖擊力峰值。上述元件工作原理的作用都是防止事故擴(kuò)大，在我國目前的礦井生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

2）提升機(jī)防范制動失靈裝置。提升機(jī)安全回路節(jié)點(diǎn)動作后，盤式制動器補(bǔ)償增壓裝置才能啟動油泵，而且還能夠?qū)μ嵘龣C(jī)測速電機(jī)的電壓進(jìn)行監(jiān)測。如果減速制動不是按照預(yù)定計劃進(jìn)行，則馬上進(jìn)行補(bǔ)償制動，與此同時還要接通原制動器的松閘壓力油和盤式制動器補(bǔ)償增壓裝置的油箱，這樣能夠在保證制動器和閘能夠貼合上，給制動器補(bǔ)償正壓力。補(bǔ)償制動力的大小一定要控制好，可以通過比較測量減速和設(shè)定減速度來控制補(bǔ)償制動力。補(bǔ)償制動力大小合適能夠保證提升機(jī)減速停車，如果過大就會導(dǎo)致提升機(jī)打滑，過小又達(dá)不到制動的目的。在提升機(jī)按照設(shè)定的減速值進(jìn)行減速制動時，不需要實(shí)施制動力補(bǔ)償。提升機(jī)防范制動失靈裝置包括執(zhí)行、動力和控制等組成部分。執(zhí)行部分可由改造后的盤式制動器形成，原制動器中活塞和后蓋的部分可以改造成一個壓力腔，將其作為一個液壓腔，并注入壓力油以增加閘瓦和制動盤之間的正壓力。動力部分主要包括電機(jī)、油泵等?？刂撇糠挚梢酝ㄟ^手動和自動兩種方式來進(jìn)行工作[4]。提升機(jī)防范制動失靈裝置起到后備作用，能夠防止事故的擴(kuò)大。此裝置在煤礦生產(chǎn)中也得到了廣泛使用。

3）提升機(jī)摩擦提升滑動監(jiān)控裝置。此裝置主要由滑動檢測、消除滑動等方面組成?？梢酝ㄟ^監(jiān)測儀在提升機(jī)工作中的滑動速度進(jìn)行監(jiān)測和判斷，監(jiān)測儀主要是由光電編碼器和單片機(jī)組成，一旦提升機(jī)出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，就可以立即報警，并斷開安全回路，進(jìn)行緊急制動?？梢酝ㄟ^自動和手動兩種方式對此裝置進(jìn)行操作。此裝置與上面兩種裝備一樣，也屬于后備保護(hù)裝置。

4）鋼絲繩張力自動平衡裝置。此種裝置利用液壓連通裝置器原理，使用懸掛器，在提升中自動平衡鋼絲繩。此裝置不僅可以平衡鋼絲繩張力，還可以檢測鋼絲繩張力不平衡現(xiàn)象，以便及時維修，同時減少各繩之間的不平衡張力。經(jīng)驗(yàn)表明，鋼絲繩張力自動平衡裝置能夠降低摩擦襯墊的磨損，有效提高鋼絲繩的使用周期，防止由張力不平衡導(dǎo)致的事故[5]。

5）副井井口聯(lián)動閉鎖裝置。副井操車聯(lián)動是按照設(shè)計好的程序，在規(guī)定的閉鎖條件下，由井口和井底相關(guān)機(jī)械設(shè)備自動循環(huán)動作輔助罐籠進(jìn)行提升操作。目前，有的副井操車能夠使用單片機(jī)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中控制，使用全液壓傳動，由液控系統(tǒng)集中控制。

6）提升狀態(tài)監(jiān)控裝置。目前我國大部分的提升狀態(tài)監(jiān)控裝置都是針對后備保護(hù)功能而研制的，裝置中的信號大多取自原有的電控系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)，發(fā)生事故的風(fēng)險較高。礦井提升狀態(tài)監(jiān)控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的性能檢測，還能夠在線監(jiān)測制動壓力、制動缸工作阻力等狀態(tài)，并且還具有后備保護(hù)功能。礦井提升狀態(tài)監(jiān)護(hù)裝置能夠?qū)崟r跟蹤顯示礦井提升設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、存儲運(yùn)行數(shù)據(jù)，為科學(xué)合理的操作提供可參考的數(shù)據(jù)庫[6]。使用此裝置能夠縮短機(jī)械檢修時間，提高生產(chǎn)效率。

7）定重載裝置。此種裝置有壓磁式、液壓式等多種形式，能夠防止箕斗超載。目前一部分定重載裝置使用主受力元件和測量儀、傳感器相分離的結(jié)構(gòu)。主受力元件能夠滿足定量斗承力要求，保證測量傳感器的工作精度和測量精度。

3 礦井提升機(jī)械的安全管理

一是要保證提升機(jī)房的安全可靠性，杜絕火災(zāi)等事故的發(fā)生，要有齊全的消防裝置。二是要由專人管理提升機(jī)房，對提升機(jī)房內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行定期檢查。三是提高人員的專業(yè)素質(zhì)，一旦發(fā)生緊急情況能夠及時采取搶救措施。

4 結(jié)語

通過分析可以知道，提升機(jī)械的安全可靠性對采礦工作的重要性，我們應(yīng)重視提升機(jī)械安全可靠技術(shù)的研究和應(yīng)用，最大程度地減少事故發(fā)生的概率，進(jìn)一步提高礦井生產(chǎn)的安全可靠性。

[1]韓軍偉.礦井提升機(jī)械安全可靠技術(shù)應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（22）：149.

[2]余洪偉，楊錦濤，周建，等.礦井提升機(jī)制動系統(tǒng)安全可靠性分析[J].煤礦機(jī)械，2015，36（7）：140-142.

[3]朱麗娟，張堪牢.礦用無軌設(shè)備的安全可靠性分析[J].中國科技縱橫，2013（11）：109.

[4]王俊.煤礦礦井局部的通風(fēng)安全技術(shù)分析[J].機(jī)械管理開發(fā)，2015，30（4）：102-103.

[5]李高峰.煤礦井下機(jī)電安全供電技術(shù)管理[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2016，29（5）：169-170.

[6]范斌.煤礦井下機(jī)電安全技術(shù)管理[J].機(jī)械管理開發(fā)，2015，30（4）：104-105.