矿井提升机安全运转

于帆

中煤第五建设有限公司第三十一工程处河北邯郸056003

摘要：矿井提升机历来有“矿井咽喉”之称,主要担负着提升矿石、下放材料、升降人员和设备等任务,在矿井工作中起着至关重要的作用。

关键词：矿井提升机；安全

引言：为保证矿井提升机设备做到持续、安全运转，必须搞好设备的预防性计划维护和检修，及时发现和消除事故隐患。

1.矿井提升机的结构

矿井提升机主要以电动机为动力源，由减速器、主轴装置等构成了高效的传动系统和工作系统，由液压站、制动器装置构成了可靠的制动系统；由操纵台、电气控制设备、深度指示器等构成了完备的控制、操纵、指示、保护系统。这些系统共同作用使缠绕在卷筒上的钢丝绳收放，实现提升容器在井筒中升降的目的。缠绕式矿井提升机分为单卷筒和双卷筒2种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车较类似。单卷筒式使用一根钢丝绳连接一个容器。双卷筒式采用两个卷筒分别配一根钢丝绳，并连接着两个容器，提升机运转时一个容器上升，另一个容器下降。这类式矿井提升机目前多用于矿井基建工程。

摩擦式矿井提升机是利用摩擦轮衬垫与搭挂在摩擦轮提升绳之间的的摩擦力使容器上升，采用提升绳两端各连接容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重的方式，根据动力布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机和落地摩擦式矿井提升机。摩擦式矿井提升机按提升绳的数量可分为为单绳式和多绳式。后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。

2.矿井提升机的分类

2.1缠绕式提升机

单绳缠绕式提升机根据卷筒数目可分为单卷筒和双卷筒两种：①单卷筒提升机，一般作单钩提升。钢丝绳的一端固定在卷筒上，另一端绕过天轮与提升容器相连；卷筒转动时，钢丝绳向卷筒上缠绕或放出，带动提升容器升降。②双卷筒提升机，作双钩提升。两根钢丝绳各固定在一个卷筒上,分别从卷筒上、下方引出,卷筒转动时，一个提升容器上升，另一个容器下降。缠绕式提升机按卷筒的外形又分为等直径提升机和变直径提升机两种。等直径卷筒的结构简单，制造容易，价格低，得到普遍应用。

缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒、主轴承、调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器等。双卷筒提升机的卷筒与主轴固接者称固定卷筒，经调绳离合器与主轴相连者称活动卷筒。目前使用较多的卷筒直径为2～5m。随着矿井深度和产量的加大，钢丝绳的长度和直径相应增加。因而卷筒的直径和宽度也要增大，故不适用于深井提升。但基建矿井多有使用。

多绳缠绕式提升机提升机在超深井运行中，尾绳悬垂长度变化大，提升钢丝绳承受很大交变应力，影响钢丝绳寿命；尾绳在井筒中还易扭转，妨碍工作。

2.3摩擦式提升机

与单绳摩擦式提升机相比，多绳式具有安全性性能好、可以使用较细直径的钢绳和主导轮直径、轻便、节能、低价等优点，发展迅速，适用于用于深立井、浅立井和斜井提升。钢丝绳搭放在提升机的主导轮（摩擦轮）上，两端悬挂容器或一端悬挂容器另一端挂平衡锤。提升时，主导轮转动产生的摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力带动钢丝绳完成容器的升降。钢丝绳一般为2～10根。

多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮等。主导轮表面装有带绳槽的摩擦衬垫。衬垫应具有较高的摩擦系数和耐磨、耐压性能,其材质的优劣直接影响提升机的生产能力、工作安全性及应用范围。使用较多的衬垫材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡胶等。由于钢丝绳与主导轮衬垫间不可避免的蠕动和滑动，停车时深度指示器偏离零位，故应设自动调零装置，在每次停车期间使指针自动指向零位。车槽装置用于车削绳槽，保持直径一致，有利于每根钢丝绳张力均匀。

3.矿井提升机安全性分析

矿井提升设备在矿井生产中占有重要位置。操作安全不仅直接影响到整个矿井生产,而且还涉及人员的安全。因此各国都对矿井提升设备提出了严格的要求。

3.1影响矿井提升机安全性的主要因素

①人工操作失误。手动操作在提升系统仍然是一个重要手段。手工操作有严格的操作程序,任何违规操作的误操作都可能造成严重的后果,是影响安全运行的主要因素。由于它与操作者的熟练程度,技术质量,责任心,疲劳和环境条件等因素的复杂和随机性强,很难预防。要求操作者具有较高的专业素质和熟练的操作技能,

②电磁环境影响。多年来,由于电磁干扰,屡次造成损坏的提升机控制系统设备,从而造成程序紊乱,给矿井安全生产带来很大的威胁,成了矿井安全生产的一大难题。电控系统中,因功率元件以及计算机自身所产生的1MHz～30MHz射频信号很难得到低阻抗接地体(导体的感抗与频率成正比),同时导线至导线、导线至接地的杂散电感和杂散电容,以及在高频下的谐振效应,很难使任何有一定长度的导线的两端电位相等。

3.2应对策略

①检测与处理。计算机控制系统的广泛应用,通过它来确定操作是否合理和正确,从而实现识别错误操作创造了条件。“计算机辅助操作(CAO)”系统是基于知识的专家系统,运营商的行动为推理机制,根据输入的信号,分析模块提供的当前状态信息知识库搜索匹配,因此知识基础和现状的相关规则动态划分为子集:正确的操作集错误操作。软件的界面接口,设置在经营者之间的系统,它可以防止明显错误的操作,并自动获得正确的操作,不易作出结论的操作提供了一个明确的警告。

②增设防静电地板基准网,接地极。增设防静电地板基准网的根本目的是要使整个计算机系统的各种设备的外壳,在频率低至60Hz以下、高至射频范围内都有相同的电位。资料证明:当导线不长于波长的0.05～0.1,导线中的高频脉冲驻波就不会在导体的两端引起显著的电位差。10MHz的波长约为30m、0.05波长为1.5m;30MHz的波长约为9.75m,0.05波长稍小于0.61m。所以，如果用导线接成一个网状,形成大量的低阻抗并联环路,那么,在波长的0.05等于网状方格的边长的频率下,方格任意两点之间的电位差就非常小。接地极采用一个直径为1.22m、截面为1000千圆密尔(507mm2)的裸铜环,与接地基准网格连接后,将裸铜环的另一端与井塔建筑的金属架构连接在一起(其接地电阻值应小于3Ω),组成一个新的接地系统,可有效防止电磁干扰。

4.结语

矿井提升机运行状态如何直接关系到整个矿井的安全生产。在矿井生产过程中占据了一个相当重要的位置,目前我国在煤炭行业由于种种原因,设备监测与故障诊断技术的应用程序不够成熟和广泛,而针对矿井提升机故障诊断技术研究与应用方面的文献报道却少之又少,因此开展矿井提升机故障诊断研究具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]李爱民,等.高可靠性液压装置在矿井提升机上的应用[J].江苏煤炭,2002(4):14-15.

[2]黄军.基于模糊综合评价的矿井提升机系统安全性分析[M].武汉科技大学学报:自然科学版,2010(3).