一種尾繩鋼絲繩防扭結(jié)裝置的應(yīng)用與推廣

常戰(zhàn)勝，鮑凱升

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

在礦井提升系統(tǒng)中會(huì)用到尾繩裝置，雖然其不承受提升載荷，但在提升系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的位置。它不僅可以平衡傳動(dòng)力矩，還可以防止鋼絲繩在摩擦襯墊上打滑，但其一旦出現(xiàn)故障不僅會(huì)影響提升系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致停產(chǎn)，還會(huì)因?yàn)閿嗬K事故導(dǎo)致安全問題甚至更大的經(jīng)濟(jì)損失。在以往的斷繩事故中最常見也最嚴(yán)重的則是尾繩故障，且從以往實(shí)踐來看，多繩摩擦式提升系統(tǒng)中造成斷繩事故最主要的因素之一則是尾繩扭結(jié)，因此如何設(shè)置防扭避免尾繩扭結(jié)是一直以來井下工作者們所關(guān)注的問題。目前的防扭裝置存在著易損壞、易干擾、維護(hù)工作量大等多重問題，本文將就此問題展開探討。

1 尾繩扭結(jié)產(chǎn)生的原因

尾繩是金礦豎井多繩摩擦輪提升系統(tǒng)的重要組成部分,它的兩端(提升容器一般設(shè)計(jì)配置2根尾繩)，分別連接懸掛于2 個(gè)提升容器(副井罐籠、主井箕斗等)，形成由提升繩、提升容器、尾繩、提升容器、提升繩組成的環(huán)形運(yùn)行系統(tǒng),尾繩在該提升系統(tǒng)中起平衡作用，在重力的作用下，整個(gè)裝置呈現(xiàn)倒?fàn)畹摹癠”形，在運(yùn)行時(shí)，多條尾繩在一個(gè)狹小的空間里擺動(dòng)、抖動(dòng)等力的作用，下端則容易扭結(jié)在一起，這時(shí)候則會(huì)造成絞斷、墜落等事故，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致提升機(jī)安全事故甚至人員安全事故，因此做好尾繩扭結(jié)保護(hù)是安全、高效工作的基本保障，在我國《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》安全規(guī)程中也對(duì)其進(jìn)行了明確要求：要求摩擦式提升機(jī)必須有尾繩防扭結(jié)保護(hù)裝置[1]。

2 現(xiàn)有尾繩防扭結(jié)裝置的諸多問題

通常的尾繩防扭結(jié)保護(hù)裝置，是一利用水銀開關(guān)或者其他的靈敏度高的行程開關(guān)制作的，一般需要開關(guān)機(jī)構(gòu)安裝到井底尾繩隔離梁上，用一根鋼絲繩，一端從尾繩弧底中間穿過固定到對(duì)側(cè)鋼梁上，另一端與開關(guān)機(jī)構(gòu)連接，開關(guān)的控制線要從井底鋪設(shè)至井筒的末端中段信號(hào)箱內(nèi)。當(dāng)尾繩出現(xiàn)扭結(jié)會(huì)觸碰鋼絲繩，從而引起開關(guān)動(dòng)作，開關(guān)動(dòng)作后控制信號(hào)箱內(nèi)中間繼電器動(dòng)作，電氣保護(hù)聯(lián)鎖動(dòng)作，控制提升機(jī)停車。但這一種類的防扭結(jié)裝置設(shè)計(jì)存在以下問題：①開關(guān)機(jī)構(gòu)安裝到井底鋼梁上，雖然有防護(hù)，但是也要長(zhǎng)時(shí)的受到井筒內(nèi)上方落物的砸擊，經(jīng)常性的出現(xiàn)壞損；②井底環(huán)境惡劣，電氣元件非常容易受淋水、潮氣等侵蝕，開關(guān)維修更換頻繁，檢維修耗時(shí)，影響生產(chǎn)；③水銀開關(guān)等行程開關(guān)，動(dòng)作靈敏度高，偶爾尾繩運(yùn)動(dòng)偏擺幅度大就會(huì)引起裝置動(dòng)作，緊停車。④現(xiàn)有技術(shù)的尾繩保護(hù)開關(guān)安裝在隔離木下，日常檢查試驗(yàn)，人員需要下到井底進(jìn)行模擬試驗(yàn)，耽誤時(shí)間，影響提升，還有一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患，并且信號(hào)電纜存在損壞的可能性，提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性較差。

3 新型尾繩鋼絲防扭裝置的設(shè)計(jì)

鑒于以上的問題，借鑒其他礦山的應(yīng)用技術(shù)和成果，結(jié)合本單位的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種尾繩防扭結(jié)保護(hù)裝置。其改變以往的將檢測(cè)保護(hù)開關(guān)安裝在井底隔離層附近位置，現(xiàn)將檢測(cè)動(dòng)作保護(hù)裝置安裝到中段水平井口附近。選用電容式感應(yīng)開關(guān)，做為動(dòng)作的觸發(fā)開關(guān)，將其鑲嵌在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝到井筒最底下一個(gè)中段井口位置，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端連接復(fù)位彈簧，另一端用塑套鋼絲繩連接，鋼絲繩通過改向滑輪，下到尾繩隔離梁再通過改向滑輪，穿尾繩弧底中間，固定到鋼梁上。當(dāng)發(fā)生尾繩打結(jié)時(shí)，尾繩會(huì)牽動(dòng)中間橫穿的鋼絲繩，鋼絲繩通過滑輪動(dòng)作，帶動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而使感應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，控制信號(hào)箱內(nèi)的中間繼電器動(dòng)作，使電氣保護(hù)聯(lián)鎖動(dòng)作，控制提升機(jī)停車,以免扭結(jié)造成事故擴(kuò)大.。其安裝方式及檢測(cè)原理如下圖1、圖2所示[2,3]。

圖1 尾繩隔離裝置安裝示意圖

圖2 尾繩防扭結(jié)保護(hù)裝置檢測(cè)開關(guān)電氣原理圖

4 新型尾繩鋼絲防扭裝置的應(yīng)用

為了更好的檢驗(yàn)新設(shè)計(jì)的裝置，本文在研究完成后在柴胡欄子金礦三號(hào)井10中段井口和四號(hào)井19中裝載站進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。在赤峰柴胡欄子金礦中，其三號(hào)井和主豎井提升機(jī)均為摩擦式提升機(jī)，提升容器底部分別懸掛2根18×7+FC-40mm-1570和34×7+FC-46mm-1570型鋼絲繩作為尾繩（平衡鋼絲繩），這是典型的尾繩設(shè)計(jì)，但這種設(shè)計(jì)不不理想，不僅易損壞，還存在著難以維修、易緊停車、模擬實(shí)驗(yàn)耗時(shí)耗力等租多問題，針對(duì)這些問題，本文結(jié)合實(shí)際，設(shè)計(jì)了一款尾繩防扭結(jié)保護(hù)裝置，以此改變目前尾繩扭結(jié)的一些問題，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，通過本設(shè)置能有效控制提升機(jī)緊停，不僅如此，其相比現(xiàn)有尾繩防扭結(jié)裝置還有幾個(gè)凸出特點(diǎn)：①裝置在中段井口位置，受害隱患風(fēng)險(xiǎn)低，易于維護(hù)保養(yǎng)；②選用感應(yīng)開關(guān)做為動(dòng)作觸發(fā)，其為接觸鐵感應(yīng)開關(guān)，動(dòng)作靈敏度高，同時(shí)其為有源開關(guān)能直觀查看其是否動(dòng)作和判斷器件是否失靈；③可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)節(jié)動(dòng)作距離和動(dòng)作延時(shí)情況，防止發(fā)生誤動(dòng)作，即使發(fā)生誤動(dòng)作也可及時(shí)恢復(fù)；④日常檢查試驗(yàn)不需下到井底模擬動(dòng)作，在中段井口即可試驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單易行。這不僅有效提高了礦井工作質(zhì)量和效率，還能有效減少企業(yè)的維保修成本，能實(shí)現(xiàn)省時(shí)、省力。

5 結(jié)語

尾繩防扭結(jié)保護(hù)是提升機(jī)安全保護(hù)中重要的一部分，尾繩扭結(jié)是造成斷繩事故的主要原因之一，要避免這一事故的發(fā)生，設(shè)置有效的防扭裝置是管。本文則針對(duì)現(xiàn)有尾繩防扭裝置存在的問題入手，對(duì)其進(jìn)行了分析，并從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種新型的尾繩防扭裝置，其不僅能有效實(shí)現(xiàn)防扭、還能在尾繩發(fā)生扭結(jié)時(shí)及時(shí)地停止提升機(jī)的運(yùn)行,以免扭結(jié)造成事故擴(kuò)大，也便于日常維保修，這對(duì)柴胡欄子金礦，甚至金屬（非金屬）礦山而言，都有著極高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。