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斜井提升机钢丝绳防松问题分析

发布时间:2021-12-20 15:49 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

在矿山斜井提升中,提升容器在斜按处道重载后,提升容器受惯性影响,继续沿斜面轨道上行,这极易引起系统中提升钢丝绳松绳;提升容器在斜坡轨道下行运行,受到卡阻或者在变坡


      在矿山斜井提升中,提升容器在斜按处道重载后,提升容器受惯性影响,继续沿斜面轨道上行,这极易引起系统中提升钢丝绳松绳;提升容器在斜坡轨道下行运行,受到卡阻或者在变坡点前后,也易引起提升钢丝绳松绳,提升容器处于无牵引状态,给系统造成危害。笔者结合提升容器运行工况以及设备自身状况,探讨提升钢丝绳松绳原因,提出预警及预防措施,防止事故发生。

1斜井提升机工作原理
斜井提升机系统主要由提升主机、提升钢丝绳、天轮装置、提升容器、制动系统及控制系统等组成,其工作原理如图1所示。钢丝绳一端固定在卷筒上,另一端经过天轮装置与提升容器相连。电动机作为动力源,经过减速器传动,带动卷筒运转,从而缠绕钢丝绳。钢丝绳带动提升容器在斜坡轨道上运行,制动系统控制提升机在井底或井口停车位置的制动,达到提升物料目的。

2钢丝绳松绳原因分析
设备在运行过程中,引起钢丝绳松绳的因素比较
多,笔者从提升设备运行使用及制造两方面进行逐一
分析。
2.1从设备运行使用方面分析
(1)《煤矿安全规程》第427条(一)中规定,各
类提升机的制动装置发生作用时,提升系统的安全制
动减速度必须符合表1的要求"。袋1提升系统安全制动碱速度规定值
Tab.1Specified values of safe braking acceleratfion and deceleration of hoisting system并8倾角/)|s80|>30提升减速度(m·)sA.|s5下放碱速度/(m·s)|=0.25|*l.5表1中,自然减速度
4.=8(sing+fcose).
式中:g为重力加速度,m/s;0为井巷倾角,();f为绳端载荷的运行阻力系数,一般取0.010~0.015。
重载提升物料时,钢丝绳在卷筒上缠绕,带动提
升容器上行,减速时,由于制动力过大,导致制动减速度过大,超出了安全规程的要求值,造成卷筒的转动速度降幅较快,从而影响钢丝绳的缠绕线速度。在高速惯性的作用下,提升容器的运行速度大于钢丝绳
的缠绕速度,使得钢丝绳发生松绳。
(2)在斜井长距离提升时,安全规程规定斜井提
升钢丝绳可以缠绕3层。钢丝绳在卷筒上进行多层缠绕,当缠绳混乱时,易出现钢丝绳线速度与容器运行
速度不匹配的情况,引起钢丝绳松动。
(3)斜坡轨道不平整或存在障碍时,提升容器下
放受阻,造成钢丝绳线速度与容器运行速度不匹配.
引起钢丝绳松动。
2.2从设备制造方面分析
(1)卷筒园度超标。当其超标时,钢丝绳在卷筒
上高速缠绕时,钢丝绳上下跳动过大,影响钢丝绳在卷筒绳槽的缠绕以及容器在轨道上的运行,极易引起钢丝绳从天轮轮槽中跳出,造成钢丝绳松动,引起事
(2)通过天轮的钢丝绳与天轮轮缘的高差不满足
安全规程的要求。规程要求高差不得小于钢丝绳直径
的1.5倍,否则钢丝绳易从天轮轮槽中跳出,造成钢
丝绳松动,引起事故。

3钢丝绳松绳防护措施
根据上述分析,结合实际使用情况,笔者主要从制动减速度的控制、钢丝绳排绳、钢丝绳防松预警监测、钢丝绳脱槽防护等角度,探讨分析钢丝绳松绳防护措施。
3.1控制制动减速度
《煤矿安全规程》第426条(三)中规定":对质量模数较小的提升机,上提重载保险闸的制动减速度超过本规程规定值时,K值可以适当降低,但不得小于2。
K值为制动装置产生的制动力矩与实际提升最大载荷旋转力矩之比,简称制动力矩倍数。制动减速度a与制动力矩倍数K的关系如下。
重物上提工况时,K=f1+4kg-1.a)|sine+fcoseg'
重物下放工况时,K=f1+A
×2+1,(2)sin8-fcoseg其中质量系数A=M。
m式中:W为旋转部分的变位质量,kg;m为系统直线运动部分质量,kg。
对于选型已经确定了的矿井或已建成的矿井,提升机规格、提升容器、钢丝绳、载荷量、巷道倾角等参数已经确定了,具体到式(1)、(2)来说,A、B、f为已知值”,可根据上述公式调整k值,使制动减速度满足规程要求。具体可以按照以下两种方法实施:
(1)调整实际提升载荷以改变K值,从而获得合适的制动减速度;
(2)采用可变力矩液压站,根据上提、下放不同工况,分别设定不同的制动油压,以实现制动力矩的控制调整,从而获得与上提、下放工况相匹配的制动减速度。
3.2钢丝绳排绳
为防止钢丝绳在卷筒上缠绕时出现混乱,可以从主动引导钢丝绳有序排列、进行事前预防的角度考虑,也可以对排绳混乱进行监测并施行相关干预,采取适当的措施预防事故发生。
(1)设计一种排绳装置,引导钢丝绳进行有序缠绕。排绳装置的工作原理如图2所示。排绳器安装在排绳装置的丝杠和导杆上,引导钢丝绳在卷筒上有序排列,并沿导杆进行轴向移动。丝杠的上端距与卷筒绳槽的节距一致,在导轮a、b的带动下。丝杠的转速与卷筒的转速保持一致、卷筒转动一周,排绳器在丝杠上移动一个螺距。在排绳器的引导下,钢丝绳将顺利且有序地缠绕,防止钢丝绳脱槽,避免发生事
故。
(2)设计钢丝绳排绳监测装置,当排绳混乱时,提前预警。如图3所示,排绳监测装置位于钢丝绳下方,当排绳混乱时,会触碰监测装置的传感器并发出
信号,控制系统接收到信号后,可及时进行安全制
动,避免发生事故。
1.卷销2.钢丝绳3排绳盘测裂置
图3钢丝绳排绳监测装置
Fig.3 Monitoring device for alignment of wire rope
3.3钢丝绳松绳预防
钢丝绳松绳极易造成排绳混乱,引发事故。对于
钢丝绳松绳的预防,可以从钢丝绳受力状态的变化和位置状态的变化两方面考虑。当上述状态发生变化并达到预警值时,控制系统得到信号并及时采取安全措
施.预防事故发生。
(1)设置钢丝绳拉力监测装置,如图4所示。当
提升钢丝绳拉力小于预设值时,拉力监测装置提前预警。在天轮轴上设置测力销,当发生松绳时,滑轮轴受力减小,测力销中的传感器输出值发生变化,并将信号传送到控制系统,当超出系统设定的范围后,控制系统发出制动指令,系统进行及时安全制动,防止事故发生。
(2)设置钢丝绳防松保护装置,如图5所示。当
钢丝绳发生松弛时,触压防松装置中的张紧绳,使防松装置中的触碰装置与行程开关分离,触发行程开关发出信号,信号并入PLC控制系统,使系统采取安
全措施,进而避免事故发生。
1.锅然蝇2.防松装置3.行程开关类
图5钢丝绳防松保护装置
Fig.5 Protection device for loosening of wire rope

4结语
分析了斜井提升机钢丝绳松绳原因,提出了被动
监测到主动防护的措施,给同类斜坡式钢丝绳牵引装置的钢丝绳防松设计提供了多种思路,为今后钢丝绳
牵引斜面提升系统的安全运行提供引导。


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