煤礦絞車二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)的改造及其合理的使用

1、煤礦絞車二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)的改造及其合理的使用金鎮(zhèn)芬（吉林省工程技師學(xué)院吉林白山134300）【摘 要】首先明確提升機(jī)的二級(jí)制動(dòng)在運(yùn)行中的關(guān)鍵性作用。提升機(jī)在運(yùn)行 過(guò)程中，為防止事故發(fā)生，安全制動(dòng)是非常重要的。為保證安全制動(dòng)，需要有足 夠的減速度。接著就提出了提升機(jī)二級(jí)制動(dòng)的問(wèn)題，而二級(jí)制動(dòng)的效果好壞，直 接影響提升機(jī)安全制動(dòng)的效果。然后闡述了二級(jí)制動(dòng)的基木原理及形式。這部分 討論了兩種二級(jí)制動(dòng)的基木原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。一種是早期較為通用的，在纏繞式 提升機(jī)液壓站的安全閥上增設(shè)一螺線閥，以增加安全制動(dòng)泄壓阻尼，其工作特性 如圖一所示。另一種是中壓值和延時(shí)均可以調(diào)整的二級(jí)制動(dòng)液壓系統(tǒng)，該種形式 的液壓站在

2、原液壓站基礎(chǔ)之上做了一定的改進(jìn)，增加一個(gè)蓄壓器（彈簧蓄壓器） 參與維持中壓，其二級(jí)制動(dòng)原理如圖二所示。接著簡(jiǎn)單論述了二級(jí)制動(dòng)在煤礦提 升機(jī)中的應(yīng)用。最后論述了二級(jí)制動(dòng)的合理使用。要保證二級(jí)制動(dòng)的安全可靠性, 必須保證二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)的合理使用。一要做好試車前的準(zhǔn)備工作；二要分析二級(jí) 制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及其相應(yīng)的處理方法。【關(guān)鍵詞】 提升轎車；二級(jí)制動(dòng)；制動(dòng)力矩；改造；使用中圖分類號(hào)：g71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：issn1004-1621 （2013） 04-017-03前言：在煤礦生產(chǎn)中，提升設(shè)備是礦井四大件之一,是生產(chǎn)的咽喉設(shè)備。 它的性能及安全狀況直接影響到礦井的安全生產(chǎn)。提升機(jī)是否能夠安全

3、運(yùn)行，制 動(dòng)系統(tǒng)至關(guān)重要。1.提升機(jī)的二級(jí)制動(dòng)在運(yùn)行中起著關(guān)鍵性的作用。提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，為防止事故發(fā)生，安全制動(dòng)是非常重要的。為保 證安全制動(dòng)，需要有足夠的減速度。另一方面，為防止強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊，在上 行時(shí)鋼絲繩松繩過(guò)多，而造成新的事故發(fā)生，同時(shí)就要求制動(dòng)的減速度又有上限 要求，即在小于30°的斜井提升中制動(dòng)減速度要小于或等于上提重載的減速 度，在大于30°的斜井式立井中要小于或等于5m/s2o要保證提升過(guò)程中的減速度很容易實(shí)現(xiàn)，目前所使用的提升設(shè)備通過(guò)調(diào) 整液壓站壓力，都可以保障提升機(jī)有足夠的制動(dòng)力矩。而第二問(wèn)題，就提出了提 升機(jī)二級(jí)制動(dòng)的問(wèn)題，而二級(jí)制

4、動(dòng)的效果好壞，直接影響提升機(jī)安全制動(dòng)的效果。調(diào)度協(xié)調(diào)需要強(qiáng)化任何事物的矛盾都有主有次，有急有緩，煤礦礦井 提升系統(tǒng)技術(shù)改造工程也不例外。作為一個(gè)系統(tǒng)改造工程，該工程內(nèi)容多，項(xiàng)目 雜，涉及單位、人員多，只有統(tǒng)一調(diào)度，加強(qiáng)各單位之間的協(xié)調(diào)，才能及吋解決 出現(xiàn)的問(wèn)題與矛盾，使工程順利進(jìn)行。項(xiàng)目負(fù)責(zé)制必須嚴(yán)格執(zhí)行 提升系統(tǒng)改造內(nèi)容多，工程量大，涉及的單 位、部門多，參與的人員也多。如果單從就事管事上著手，難度大。集團(tuán)公司需 從抓關(guān)鍵入手，首先建立集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)與部室、煤礦領(lǐng)導(dǎo)與各科室領(lǐng)導(dǎo)的組織體 系，把工程進(jìn)行分解，將相關(guān)內(nèi)容落實(shí)到有關(guān)單位或部門負(fù)責(zé)；按集團(tuán)公司統(tǒng)一 制定的工程進(jìn)度計(jì)劃分項(xiàng)負(fù)責(zé)，層層責(zé)任

5、落實(shí)到位，事事落實(shí)到崗到人。各單位 行政一把手為第一責(zé)任者，把手再指定一名副職具體負(fù)責(zé)該單位所承擔(dān)的改造 工程任務(wù)，并把任務(wù)具體落實(shí)到工區(qū)或車間。這是在較短吋間內(nèi)完成這次改造任 務(wù)的重要保證。2 二級(jí)制動(dòng)的基本原理及形式為了實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)，在絞車提升系統(tǒng)中，首先要滿足所產(chǎn)生的力矩大于 或等于三倍實(shí)際靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩，故此二級(jí)制動(dòng)施閘時(shí)，先產(chǎn)生別動(dòng)力矩應(yīng)與技 術(shù)要求所規(guī)定的減速度的制動(dòng)力矩相符，而后再獲得最大制動(dòng)力矩。我國(guó)對(duì)提升機(jī)液壓站的二次制動(dòng)問(wèn)題，研究較早，也相應(yīng)采取了許多措 施，早期較為通用的是在纏繞式提升機(jī)液壓站的安全閥上增設(shè)一螺線閥，以增加 安全制動(dòng)泄壓阻尼，其工作特性如圖一所示。這種形式

6、的二級(jí)制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)也相當(dāng)明顯。首先, pl, p2都是指數(shù)曲線，因阻力不同各有不同的時(shí)間常數(shù)。延時(shí)時(shí)間t為p2下降 到帖閘皮壓力（pt）時(shí)所需的吋間，這個(gè)時(shí)間的調(diào)整范圍很小。另外，一級(jí)制動(dòng) 轉(zhuǎn)矩ml近似等于總制動(dòng)力矩的1/2為不可調(diào)，且過(guò)吋間t后，p2仍按指數(shù)下降， m2遞增總制動(dòng)力矩∑m仍遞減，整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的減速度很不穩(wěn)定，最大減 速度很難符合規(guī)定，而且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試比較困難。在緊急停車后還要檢查提升系統(tǒng)中 主要部件的損傷情況。另一種是中壓值和延吋均可以調(diào)整的二級(jí)制動(dòng)液壓系統(tǒng)，該種形式的液 壓站在原液壓站基礎(chǔ)之上做了一定的改進(jìn)，增加一個(gè)蓄壓器（彈簧蓄壓器）參與 維

7、持中壓，其二級(jí)制動(dòng)原理如圖二所示。其制動(dòng)原理是，當(dāng)安全制動(dòng)動(dòng)作吋，g3失電，閥必將死巷筒那半數(shù)的 制動(dòng)閘施壓，g4失電，活巷筒那半數(shù)制動(dòng)閘的油路換接到閥105,閥10限壓泄 流。此時(shí)油泵已斷電停止供油如不換接的話，通過(guò)油泵泄油將無(wú)力迅速降為零。 閥10壓力為可以整定，整定壓力為一級(jí)制動(dòng)中壓提升機(jī)在總制動(dòng)力矩力以規(guī)定 的減速度被制動(dòng)，（該制動(dòng)減速度在1.5m/s2至5m/s2范圍內(nèi)）提升機(jī)停止t秒 后（t為從施閘開(kāi)始至絞車停止的吋間t=vmax/amin） gs斷電，gb通電，活巷筒 制動(dòng)器及莆壓器的壓力均釋壓為零，提升機(jī)以最大制動(dòng)力矩制動(dòng)。該制動(dòng)過(guò)程的制動(dòng)力矩見(jiàn)圖三所示。該液壓系統(tǒng)中g(shù)5、g6

8、均為延吋繼電器，延時(shí)時(shí)間可以調(diào)節(jié)，以滿足不 同提升機(jī)最大提升速度vmax的需要，調(diào)節(jié)閥10的限壓值可改變t時(shí)間內(nèi)的m2 值，即改變一級(jí)制動(dòng)力矩以滿足其制動(dòng)減速度的需要。3 .二級(jí)制動(dòng)在煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用第一種設(shè)置螺線閥的二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)基本已淘汰目前煤礦提升機(jī)中多采 用第二種二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)克服了第一種系統(tǒng)的缺點(diǎn)。我礦目前所使用的二 級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)均為第二種二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)，四系主井絞車的二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)為路阻礦山 機(jī)器廠出廠時(shí)液壓站本身所配備其二級(jí)制動(dòng)與上述的第二種二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)近似, 砰石2.5m絞車，三系付井2m絞車，四系付井2m絞車均為改造的二級(jí)制動(dòng)系 統(tǒng)。該種形式的二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)雖然克服了第一種系統(tǒng)

9、的缺點(diǎn)，但如果安裝使用不 合理，就會(huì)出現(xiàn)許多故障。如制動(dòng)器及管路有泄漏時(shí)由于幫壓器內(nèi)活塞有運(yùn)動(dòng)阻 力，則系統(tǒng)壓力至閥10限壓，這段制動(dòng)吋間內(nèi)制動(dòng)壓力會(huì)下降，造成制動(dòng)力矩 下降。再就是如果電源停電吋，因系統(tǒng)停電造成g5失電，中壓將由閥8壓力降 為零，二級(jí)制動(dòng)失去作用，變成一級(jí)制動(dòng)。鑒于煤礦的生產(chǎn)分地面和井下防爆環(huán)境，其工業(yè)化、連續(xù)性要求特別高。 提升機(jī)（絞車）用的佳靈牌冋饋型變頻器已在山西黃聯(lián)煤礦成功運(yùn)行，提升機(jī)（絞 車）用的能耗型變頻器亦在四川芙蓉煤礦成功運(yùn)行，并有多臺(tái)在井下防爆型變頻 器用于絞車、提升機(jī)。佳靈牌提升機(jī)專用變頻器對(duì)礦用絞車和提升機(jī)、大坡度皮 帶機(jī)的安全運(yùn)行及節(jié)能改造確實(shí)起到了決

10、定的作用，應(yīng)用效果較好。斜井絞車提升時(shí)因緊急制動(dòng)造成斷繩跑車事故是煤礦多年來(lái)沒(méi)有得到 很好解決問(wèn)題。平莊礦務(wù)局紅廟礦二井副并提升絞車和風(fēng)水溝礦二采區(qū)軌道下山 提升絞車均采用單鉤串車提升，絞車型號(hào)分別為jk-2. 5/20和jk 2/20,提 升傾角分別為18°和16&deg；o這兩臺(tái)絞車自1987年和1985年投入運(yùn)行以 來(lái)，因停電和其它原因緊急制動(dòng)造成的多次斷繩跑車事故，給生產(chǎn)和職工生命安 全帶來(lái)很大損失。原有絞車的液壓站雖有節(jié)流調(diào)速延吋形成的二級(jí)制動(dòng)，但在斜 井條件下因不易兼顧到井巷坡度、制動(dòng)時(shí)初速度和負(fù)載變化等情況，因而難以及 時(shí)選擇二級(jí)問(wèn)的投人時(shí)機(jī)。我們?cè)谠g車

11、液壓站的基礎(chǔ)上，利用絞車的速度反饋 控制二級(jí)閘的投人，在一級(jí)制動(dòng)力的作用下，絞車速度降到接近于零吋立即投入 二級(jí)問(wèn)。經(jīng)改進(jìn)后，徹底消滅了上行緊急的制動(dòng)中的松繩現(xiàn)象。im級(jí)制動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)選擇在滿足煤礦安全規(guī)程對(duì)保險(xiǎn)問(wèn)全部制動(dòng)力矩和絞車上、下行平均減速度 要求的條件下，一級(jí)閘的制動(dòng)力矩僅相當(dāng)于全部制動(dòng)力矩的1/4。因此，我們 利用一付盤形閘作為一級(jí)制動(dòng)問(wèn)。但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，空滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)絞車的制動(dòng)減 速度接近甚至小于礦車的自然減速度，有負(fù)載后絞車的制動(dòng)減速度增加，負(fù)載越 大，松繩和沖擊越大。4.二級(jí)制動(dòng)的合理使用要保證二級(jí)制動(dòng)的安全可靠性，必須保證二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)的合理使用。4.1做好試車前的準(zhǔn)備工作試車

12、前的準(zhǔn)備工作是非常重要的，許多故障的產(chǎn)生都與試車前的準(zhǔn)備工 作有關(guān)。在安裝式改造二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)過(guò)程中，首先要對(duì)液壓系統(tǒng)及元件在組裝前 進(jìn)行凈化，確保元件清潔，并應(yīng)注入清潔油液，檢查過(guò)濾元件是否安裝緊固及是 否損壞，以確保油路暢通。所有的壓力控制裝置調(diào)整至預(yù)定位置，溢流閥調(diào)至壓力最低位置，時(shí)間 繼電器在安裝前穩(wěn)定好，待油泵開(kāi)啟后，逐漸將壓力調(diào)至工作壓力。保證各管路接頭的焊接及聯(lián)接質(zhì)量，系統(tǒng)內(nèi)無(wú)滲漏現(xiàn)象，以確保系統(tǒng)壓 力的正常。4.2二級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法4.2.1系統(tǒng)無(wú)壓或不起壓力系統(tǒng)無(wú)壓或不起壓力是液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)和多發(fā)故障。其原因之一為液壓泵本身問(wèn)題，如液壓泵本身組裝問(wèn)題，液壓泵電動(dòng)機(jī)

13、反轉(zhuǎn)等均能造成液壓泵不上油，這就要求時(shí)液壓泵進(jìn)行組裝,將電動(dòng)機(jī)電源換相。其原因之二為管道滲漏，接頭破裂所引起壓力不足，這種故障不會(huì)造成 系統(tǒng)無(wú)壓，且檢查極易發(fā)現(xiàn)。原因之三為溢流閥損壞或調(diào)節(jié)不當(dāng)，當(dāng)溢流閥損壞后，無(wú)論如何調(diào)節(jié), 溢流閥不能保證正常溢流，使油路短路，可造成系統(tǒng)無(wú)壓式壓力不足，溢流閥如 調(diào)整不當(dāng)，液壓系統(tǒng)就達(dá)不到預(yù)定壓力。原因之四為油路中的其它閥門損壞或位置不當(dāng)，如電磁閥未吸，手動(dòng)閥 未開(kāi)，手動(dòng)換向閥未換向，電液調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不合理等亦可造成系統(tǒng)無(wú)壓或壓力不 足。造成系統(tǒng)無(wú)壓或壓力不足還有一些其它原因，雖不多見(jiàn)，但也應(yīng)引起一 定重視，如壓力表?yè)p壞，（盡管現(xiàn)有提升機(jī)中液壓站和操縱臺(tái)上均有壓

14、力表），液 面太低等原因。4.2.2系統(tǒng)產(chǎn)生噪?yún)鸺皦毫Σ环€(wěn)定由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，噪聲往往不引起使用者的重視，實(shí)際上，噪聲 過(guò)大和壓力波動(dòng)都是液壓系統(tǒng)故障的表現(xiàn)，其原因比較復(fù)雜。其一為進(jìn)油管接頭松動(dòng)，在吸油過(guò)程有空氣混入產(chǎn)生氣穴，不僅使系統(tǒng) 產(chǎn)生噪聲，也使系統(tǒng)產(chǎn)生波動(dòng)。其二為油液質(zhì)量差，在投入二級(jí)制動(dòng)吋，如果更換的液壓油的粘度大, 其流動(dòng)性能差，就會(huì)使油泵吸油不足，產(chǎn)生噪聲和氣穴。其它原因也很多，如果過(guò)濾器堵塞，閥質(zhì)不好，液壓油面過(guò)低，都能造 此故障。因此，在新安裝改造的液壓站，一定要填過(guò)濾好的液壓油，同時(shí)對(duì)過(guò)濾 器進(jìn)行清洗干凈，保證油面在規(guī)定的范圍之內(nèi)。我國(guó)現(xiàn)有煤礦礦井多數(shù)是按照50年代的標(biāo)

15、準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，為了快出煤、多 出煤，當(dāng)吋主要是建設(shè)中、小型礦井，并且首先開(kāi)采淺部煤層。50年代，我國(guó) 的礦井提升設(shè)備主要是從蘇聯(lián)進(jìn)口的產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)仿蘇kj型產(chǎn)品，設(shè)備的可選性 少，主要是滿足開(kāi)采淺部煤層的需要。進(jìn)入80年代以后，許多煤礦已逐漸轉(zhuǎn)向 中深部開(kāi)采，平均深度已延深到400m左右，最大深度已達(dá)到1000mo因此，50 年代安裝的一些提升設(shè)備已滿足不了礦井延深的需要，必須進(jìn)行技術(shù)改造。采用 新技術(shù)、新工藝，例如新型制動(dòng)器、液壓站、直流拖動(dòng)和自動(dòng)化控制等，從而提 高設(shè)備的能力、自動(dòng)化程度和安全可靠性。國(guó)內(nèi)對(duì)老提升機(jī)的改造項(xiàng)目較多，如 制動(dòng)閘的改造、減速器的改造和電氣部分的改造等，但其目的主要是改善性能, 完善安全裝備。若礦井生產(chǎn)能力提高，提升能力受到制約吋，主要采用的解決辦 法是新打立井和更換成套設(shè)備，如大屯煤電公司、兗州煤業(yè)集團(tuán)公司等，經(jīng)技改 生產(chǎn)能力均有大幅提高，但耗資巨大，有的高達(dá)數(shù)千萬(wàn)元。而釆取對(duì)原有設(shè)備挖 潛改造的方法，能以較少投資獲得較大經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)總結(jié)煤礦提升系統(tǒng)的改造經(jīng)驗(yàn)，到目前為止，新套裝組合井架安全、 穩(wěn)固，改造非常成功。煤礦礦井提升系統(tǒng)技術(shù)改造具有創(chuàng)新思路、優(yōu)化方案設(shè)計(jì)、 采用先進(jìn)技術(shù)裝備、科學(xué)安排施工工期、程序