防坠器的安装、使用与维修
2010-09-15潘玉洪
潘玉洪
防坠器的安装、使用与维修
潘玉洪
介绍了BF型防坠器的各个组成部分,如缓冲器、抓捕器的结构及安装、试验、检修步骤、提醒矿山企业严格遵守《煤矿安全规程》中的有关规定,合理选用防坠器,定期检修防坠器,使其真正起到矿工的“保命器”作用。
防坠器;安装;使用;维修
防坠器的正确安装、合理使用与及时维修,有利于防坠器发挥其正常的可靠抓捕、平稳制动的功能,并延长其使用寿命。
1 安装防坠器
1.1 安装前的准备工作
(1)按照防坠器横断面的外形尺寸制成样板以0.3m/s的速度检查井筒;防坠器最突出的部分和井壁罐道梁之间的最小间隙必须满足《煤矿安全规程》第三百八十五条和第三百八十七条的有关规定,如果不符合规定,必须进行处理;井筒的杂物应予以消除;
(2)排除井底积水和清除杂物;
(3)截取长度与井深相适应的制动绳,并将其一端捆扎修整好以免松散,便于安装、固定;截取时必须注意使固定梁下部留出不少于5m的备用长度;
(4)准备好熔化巴氏合金的容器和加热设备。
1.2 安装缓冲器
(1)检查缓冲器是否有损坏的零件,紧固件是否齐全;旋转螺旋杆使其带动滑块前后移动,检查其动作是否灵活;清除缓冲器内的污物;
(2)把缓冲器安装在天轮平台上或专用的缓冲器平台上(如图1所示),均需以提升钢丝绳中心线为基准进行校正,使制动绳的中心线对准罐笼导向套的中心,偏差不应大于1mm;
图1 缓冲器平台布置示意图
(3)位置找正后(参考表1),将缓冲器临时固定在井架上;松开螺旋杆,由缓冲器的底部穿入缓冲绳,在缓冲器的顶部往上抽缓冲绳,至绳子下端的连接器达到上限位置时为止,再将螺旋杆拧至正常使用的位置;为了防止缓冲绳脱落,抽绳时可以在缓冲器顶部的缓冲绳上安装一个绳卡(切记:安装完后必须立即将绳卡拆除)。
(4)搭在井架上的缓冲绳其端部应除锈,洗净,松散成锥状,除掉绳芯,置于钢制圆锥形的漏斗内,再浇注巴氏合金。
(5)缓冲器安装完毕后,缓冲器顶部的缓冲绳应分别搭在井架顶部的木梁上,绳的尾部自由下垂。
(6)安装后的缓冲器内应加入稠油,再盖上外罩。
表1 BF型缓冲器安装参数表
1.3 悬挂制动绳及浇注巴氏合金
(1)拆开连接器取出杯形体和楔子,将制动绳依次穿入半连接器和杯形体;
(2)在距绳端部200~500 mm处用细钢丝缠扎紧,将杯形体内的钢丝绳弄松散,除掉绳芯,然后将绳头、杯形体的楔子一起放在汽油里洗净、擦干;
(3)将杯形体内松开的钢丝弯曲180°,弯曲半径约为钢丝直经的2倍,弯曲长度约为 15~20mm;
(4)在杯形体中钢丝之间打入楔子,以粘土堵住杯形体底部,将杯形体加热到与巴氏合金熔点接近的温度,再浇注巴氏合金,使钢丝绳与杯形体浇焊成一个整体;浇注质量可以按照浇注合金的数量和清除粘土后的杯底有无合金来检查;
(5)巴氏合金的浇注温度应控制在300°C以内以免因为温度过高而使钢丝回火,合金熔化后以木棒搅拌,并将表面的熔渣除掉;浇注前将杯形体及其附近的一端钢丝绳垂直放在支架上,钢丝绳的垂直段与水平段间的弯曲半径要大一些,以免由于绳股互相错动和钢丝绳在杯底处打弯而造成绳股与钢丝之间工作负荷分布不均匀;
(6)合金冷却后,为使杯形体与锥形块紧密接触,须清除粘土和缠扎钢丝的多余部分,最后装入半连接器内;
(7)悬挂方法根据现场条件和有、无起重设备来决定,可以将制动绳盘在罐笼里,与缓冲绳上的半连接器连接后,徐徐下放罐笼;也可以将制动绳连同绳盘一起放在井底,然后把有半连接器的一头拴在提升绳上提起,使其与缓冲绳连接,或者将制动绳缠在提升绞车的滚筒上,制动绳的下端挂上重锤和导向装置,然后放入井筒;无论用专门绞车或者提升绞车下放时,均要以低于1~1.5m/s的速度进行;
(8)提升钢丝绳必须按照《煤矿安全规程》第三百九十八条至第四百零七条的有关规定,对其做进货、验收、保管和使用前的检查。
1.4 安装抓捕器
(1)安装前的准备
将罐笼和抓捕器运往装配地点,检查两者是否有损坏的零件,紧固件及其它的散装的零件是否齐全;罐笼立柱与底盘的垂直度如何,如有弯曲和不垂直现象时,可用局部加热法予以校正。
(2)在罐笼上安装抓捕器
对FS型抓捕器,抓捕器安装步骤如下:
①安装悬挂装置
——把已经装配好的悬挂装置(见图2)提到罐笼顶上,使两者的中心线在一条铅垂线上;以罐笼连接耳环为基准,调整悬挂装置连接耳环,并标出孔位;
——按照已经标定的孔位,扩大悬挂装置连接耳环上的销孔,并装上销轴,将悬挂装置和罐笼连接在一起。
②抓捕器在安装之前必须卸开,清除油垢,洗净零件,重新装配好后用稀油润滑;
③把重新装配好的抓捕器提到罐笼顶端,用销轴将悬挂装置上的拉杆和抓捕器上的横臂拉杆连接起来,在两组滑楔和背板之间各夹紧一根检查栓,然后调整抓捕器,使其零件呈正常提升时的工作状态;这时检查栓与罐笼两侧间的距离应相等,并与罐笼纵向轴线平行;抓捕器的水平位置,根据检查栓中心线与罐笼短轴线的距离来检查;垂直位置及滑楔露出槽钢的长度,靠加大或减小悬挂装置上承座底下的调节垫板的厚度来调整;
图2 FS型抓捕器的悬挂装置1-角钢 2-护绳环 3-滑块 4-护绳环上部销轴 5-护绳环下部销轴 6-耳环 7-销轴8-拉杆 9-锥形承座 10-调节垫板 11-导向管 12-抓捕器 13-罐笼
④将悬挂装置上的导向套穿过检查栓,然后调整调节垫板的厚度,找准位置后固定在焊接支架上;罐笼下部导向管的位置通过铅垂线来找正;调整并固定后的导向架和导向管应与检查栓在同一条平行于罐笼中心线的铅垂线上;
⑤调整后的抓捕器和悬挂装置必须是:当通过护绳环提升罐笼时,护绳环两侧的滑块应与悬挂装置上梁接触,抓捕器不应离开支承座,杠杆转动灵活,杠杆与上部挡铁之间的间隙为1~1.5 mm;达到上述要求后,将支承座及其底部的焊接支架最后固定在罐笼上。
对BF型抓捕器,抓捕器安装步骤如下:
①抓捕器在安装之前必须拆开,清除油垢、洗净零件,重新装配好;楔子与楔背的滚道间,以及圆柱滚子处应涂满润滑油;
②装配抓捕器时,在未装弹簧及连板时,用手推动叉杆,其销轴及楔子等处应保持动作灵活、轻松;
③楔子露出长度的偏差不大于+5 mm,楔子圆弧面与制动绳间的间隙为8 mm,其偏差不得大于1mm;
④在两组楔子之间各夹紧一根检查杆,然后调整抓捕器,使其零件呈正常提升时的工作状态,这时检查杆与罐笼两侧间的距离应相等,并与罐笼垂直中心线平行,楔子露出的长度,靠调节传动装置轴承座下的调节板的厚度来调整;抓捕器找正后,将定位板点焊固定;
⑤使上部的导向管穿过检查栓,然后调整其调节垫板的厚度,找准位置后固定在罐笼上;罐笼下部导向管的位置通过铅垂线来找正;调整并固定后的导向管应与检查栓在同一条平行于罐笼中心线的铅垂线上,然后加工绞孔,装好定位销。
1.5 安装驱动弹簧
对FS型,驱动弹簧安装步骤如下:
①将罐笼悬挂起来,使抓捕器呈正常提升工作状态,装好支承弹簧用的挡板,并用螺栓固定在罐笼上部的槽钢上;依次装圆盘、球面螺帽和制动螺帽,使圆盘与金属板之间的间隙等于10mm;
②安装弹簧及弹簧座;为了便于安装,先用两个长螺栓来压缩弹簧,待压缩到一定程度时,拧上两根固定弹簧座用的螺栓,随后取出长螺栓,换上另外两根固定螺栓,固定螺栓必须依次均匀地拧紧,以免弹簧压缩不均匀使拉杆发生歪斜;
③安装驱动弹簧,也可以在罐笼与提升钢丝绳连接后进行;这时需把罐笼停在罐座或者是特设的井口封闭梁上,拉紧提升钢丝绳,使抓捕器呈正常工作状态,装上金属板并加以固定,装圆盘、球面螺帽和制动螺帽,使圆盘和挡板间的间隙等于10mm;放松提升钢丝绳,使拉杆下降必要的高度,再装上弹簧及下部弹簧座,拧上四个螺栓,把弹簧固定。
对BF型,驱动弹簧安装步骤如下:
①将弹簧上部的吊环悬挂在罐笼上框的吊钩上,放下主拉杆使叉杆抬起,装上拉紧弹簧用的螺栓;提起主拉杆至正常位置,再用螺栓调整弹簧长度;调整好后,拧紧锁紧螺帽;弹簧的长度按照实际标定值调整,如果没有标定值时,可按设计数值调整(见表2)。
表2 BF型防坠器弹簧设计参数表
②在井口悬挂罐笼后,需重新检查弹簧的拉伸长度,如果不符合要求,须再调整。
1.6 悬挂罐笼及穿入制动绳
(1)将罐笼与提升钢丝绳连接,然后停在罐笼座或特设的井口封闭梁上;
(2)向抓捕器中穿入制动绳,可在井底也可在井口进行。
BF型在井口穿绳时需首先拆开抓捕器上的盖板,穿入后再将盖板装好,并用螺栓拉紧;在井底出车平台穿制动绳时,只需将钢丝绳自上而下穿过上部的导向套、抓捕器和下部的导向管即可;
FS型在井口穿绳时,需首先拆开抓捕器上的背板,穿入后再把背板装入原来的位置,并用螺栓拧紧;在井底出车平台穿绳比较方便,这时只需将钢丝绳自上而下顺序穿过抓捕器上的导向架、抓捕器、悬挂装置上的导向管和罐笼上的导向管即可;
(3)带有抓捕器的罐笼悬挂完毕经检验无误后,在井筒内以低于0.3m/s的速度试升降一次,检查抓捕器和罐笼与井筒装置间的间隙是否符合煤矿安全规程的要求。
1.7 安装拉紧装置
安装拉紧装置(见图3和表3)在井底固定和拉紧制动绳,最后再固定缓冲器。
图3 拉紧装置示意图
表3 BF型拉紧装置安装参数表
(1)为固定和拉紧制动绳,需在井底梁窝中安装专用梁,安装时将梁的两头装入井壁的梁窝中,并临时固定;
(2)使制动绳在两根槽钢之间通过,穿入短槽钢的圆孔,在钢丝绳上高出梁面200~250mm处装上紧度限制器 (如图 4),用拉紧箍逐渐拉紧制动绳,使其拉力大约达到1000kg左右,最后把限制器的绳卡固定到梁上;
(3)两根制动绳固定后,经测量证实与提升钢丝绳在同一个铅垂面上时,用混凝土灌注梁窝,将钢梁固定,最后在井架上的缓冲装置再找正固定。
所有的安装工作必须符合 《煤矿安全规程》的有关规定。
图4 拉紧装置的紧度限制器1.绳卡 2.角钢 3.制动螺栓拉紧箍 4.罐道梁5.压板 6.拉紧螺母 7.拉紧螺栓 8.制动绳
2 试验防坠器
根据《煤矿安全规程》第四百一十三条的规定,新安装或大修后的防坠器,必须进行脱钩试验,合格后方可使用。对使用中的立井罐笼防坠器,应每6个月进行1次不脱钩试验,每年进行1次脱钩试验,防坠器的各个连接和传动部分,必须经常处于灵活状态。
2.1 试验前的准备工作
(1)试验工作应在地面井口出车台处进行,井口处需架设坚固可靠的钢梁,并在其上铺以枕木及装有木屑的草袋。钢梁应有足够的强度,必须能够承受重载罐笼由1.5m高度落下时所产生的冲击力。
(2)检查缓冲器及其底座的安装情况;
(3)缓冲钢丝绳进入缓冲器之前,不得有卡绳现象,不应受到阻碍;
(4)检查抓捕器在罐笼上安装的正确性,导向套和抓捕器是否同心;
(5)抓捕器的所有零件是否齐全、完整,在各转动、滑动的地方是否落有杂物影响动作;
(6)当罐笼停在下部水平时,检查拉紧装置与罐笼导向套是否同心及制动绳的固定情况及拉紧程度;
(7)缓冲器的调整:缓冲器滑块位置的调整应以螺旋标定为准,按照装有煤车罐笼的减速度为重力加速度9.8m/s2调整缓冲器。
缓冲器的总阻力应为两倍煤车罐笼的重量,每台罐笼装有两台缓冲器,每台缓冲器的阻力应与装有煤车罐笼的重量相等。
根据上述原理现介绍一种现场调整标定方法:把装有重物(相当于煤车罐笼重量)的罐笼用主提升钢丝绳提升一定的高度,另设置一条辅助钢丝绳使罐笼与任一侧缓冲钢丝绳下部连接器上端连接。然后缓慢放松主提升钢丝绳,使重量缓慢转移到缓冲绳上;同时将缓冲器的上、下螺杆同步缓慢旋紧即可(将上、下螺杆旋紧,再同步放松),直至恰好能够使罐笼不再下滑为止。此时测量滑块位置尺寸,并将另一台缓冲器中滑块位置也调整到该尺寸。
缓冲器滑块的位置与阻力值之间的关系可以参看缓冲器实验室静阻力标定试验记录,表4可供参考。
由于缓冲器阻力值影响因素较多(如缓冲钢丝绳的刚度、缠绕松紧度、润滑情况等),调整后应通过试验加以验证,能满足有关要求则认为调整适当;否则应在此基础上在一定的范围内再进一步调整。
(8)准备脱钩装置。
2.2 检查程序
2.2.1 检查性试验
对FS型抓捕器,检查性试验步骤如下:
把空罐笼停在井口罐座或是专设的水平钢梁上,放松提升钢丝绳,使驱动弹簧自动伸开,滑块、背板与制动绳接触;这时要测量抓捕器下拉杆的行程。该行程不得超过最大行程的3/4;滑楔、背板要压紧制动绳,其间不得有间隙。
提起罐笼,使抓捕器各零件呈正常提升工作状态,检查支承弹簧用的挡板和圆盘之间的间隙,该间隙应等于10mm。
这种试验,每台罐笼不得少于3次。
对BF型抓捕器,检查性试验步骤如下:
把罐笼停放在上井口的罐座上或井口封闭物上,放松提升钢丝绳,在拉簧拉力的作用下,抓捕器的楔子紧靠在制动绳上;此时测量楔子的露出长度和拉簧长度,弹簧的行程不得超过其最大行程的2/3;再拉紧提升钢丝绳提起罐笼,并测量弹簧长度及楔子露出长度。检查楔子露出长度是否符合+5.00mm的要求,弹簧长度是否符合设计中工作拉力的要求。
缓冲器阻力可参见表4。
检查性试验可以使用空载罐笼或重载罐笼,每台罐笼至少进行三次检查性试验;各部位动作灵活、可靠后,再进行下一步静载荷试验。
2.2.2 静载荷试验
对FS型抓捕器,试验步骤如下:
把罐笼停放在井口的封闭物上,放松提升钢丝绳,抽出护绳环下部的销轴。把罐笼往上提起600~700mm,使已被接通的抓捕器沿制动绳滑行;停罐后在制动绳和缓冲器上标出记号,然后放松提升钢丝绳,这时抓捕器沿制动绳下滑一段距离后停住,测量抓捕器沿制动绳下滑的距离,该距离不得超过40mm,缓冲绳不得有抽出现象。
表4 缓冲器阻力试验统计表
这种试验要进行两次,一次为空罐笼(相当于仅乘一人时的终端载荷),一次相当于载矸石矿车载荷的重罐。每次罐笼提升高度应各不相同。
对BF型抓捕器,试验步骤如下:
将重载罐笼停放在井口罐座或封闭物上,放松提升钢丝绳,抽出两个叉杆和连板之间的销轴,这时抓捕器的楔子在弹簧的作用下压在制动绳上。将罐笼上提400~1000mm,已被接通的抓捕器沿制动绳上滑动,停罐后在制动绳和缓冲绳上作出标记;再放松提升钢丝绳,这时抓捕器沿制动绳下滑一段距离后停住。罐笼沿制动绳下滑的距离不得超过40 mm,缓冲绳不得有抽出现象。
每台罐笼要用装满矸石矿车的重罐进行两次静负荷试验,每次抓捕不应在同一地点。
2.2.3 脱钩试验
对FS型抓捕器,试验步骤如下:
把罐笼停放在井口封闭物上,放松提升钢丝绳,取下护绳环的上、下销轴,在护绳环与悬挂装置之间连上脱钩装置,钩子尾部通过钢丝绳与慢速绞车相连接。
把罐笼往上提起约1500mm,在制动绳、缓冲绳和井架上作出标记。开动绞车使罐笼脱离提升钢丝绳,罐笼下降一段距离后停住。
测量抓捕器相对制动绳下滑的距离、缓冲绳的抽出长度和罐笼相对于井架的下降距离。重新把钩子与罐笼挂好,并靠提升绞车的轻微振动,使抓捕器放松制动绳。如果此法不成功,可把罐笼连同制动绳一起往上提一点,卸下抓捕器上的导向架,用铜锤或软钢制的冲子把滑楔打松。抓捕器放松制动绳后,重新放在罐笼的原来位置上,以便下次试验。
抓捕器相对于制动绳下滑的距离不得超过100mm,缓冲绳从缓冲器内抽出的长度应为上述距离的1~1.3倍 (也可对照BF型防坠器的有关要求)。罐笼相对于井架下降的距离不得大于400mm。
这种试验每台罐笼应进行两次,一次为空罐笼试验,一次为相当于满工作载荷的重罐笼。
对BF型抓捕器,试验步骤如下:
把罐笼停放在井口封闭物上,在提升钢丝绳护绳环与主拉杆之间装上脱钩装置。
把罐笼往上提起约1500mm,在制动绳、缓冲绳和井架上作出标记。拉动脱钩装置,罐笼便脱钩下降,防坠器发生制动作用。
空罐笼与重罐笼试验时,罐笼对制动绳的相对下降距离均不得超过100mm,重罐笼试验时缓冲绳应抽出一段长度。罐笼对井架的下降距离不得大于200mm。空罐笼脱钩试验时,缓冲绳不抽出或抽出长度应为罐笼对制动绳相对下降距离的0.5倍以内。罐笼对井架距离不大于120mm。
重新把罐笼与提升钢丝绳接好,慢慢地开动绞车提起罐笼,使抓捕器从制动绳上脱开,把罐笼放在井口封闭物上,以便下次试验。
每只罐笼应进行两次脱钩试验:一次为空罐笼试验,一次为满工作载荷的重罐笼。
2.2.4 试验后的恢复工作及试验报告
全部试验工作结束后,必须对罐笼及抓捕器的各个部分进行一次全面的检查,检查内容与试验前一样。
在缓冲绳上做好标记,以便在以后使用中检查是否有抽出现象。调整好位置的缓冲器的螺杆,应打好铅封,最后将缓冲器的外罩盖好。
重新拉紧制动绳。
试验结束后编写试验报告。报告中至少要说明以下几点:
实验的时间、地点及进程、参加试验人员;试验前后对防坠器各部分的检查结果;试验中发现的问题、处理情况及说明;对全部记录的内容作出文字说明和分析,最后写出结论意见。
3 使用缓冲器
众所周知,防坠器的作用是:抓捕可靠、制动平稳。抓捕可靠取决于抓捕器,制动平稳取决于缓冲器。笔者在用户访问时,尤其是到一些煤矿现场看到:普遍对抓捕器比较重视,基本上能够按照《煤矿安全规定》的要求执行,但是个别煤矿对缓冲器不够重视。
(一)什么是制动平稳?
罐笼从断绳下落到被抓捕器抓住并迅速停止的过程,叫做制动过程。
在这个过程中,产生的制动减速度不仅要保证乘罐人员的生命安全,同时还要保证乘罐人员的身体不受损伤,这就是制动平稳。
(二)人体能承受的制动减速度是多少?
制动减速度是物理学名词,在探讨减速度的大小对人体的影响时,还应引用相应的生理学名词——超重。
超重力就是造成人体损伤的力。它的大小与下列因素有关,其关系可以用下列公式表达:
式中P——超重力
m——人体质量
J——制动减速度
V——抓捕时的速度
S——制动距离
从上式中可以看出:
超重力与制动减速度成正比,制动减速度越大,超重力越大。
超重力与制动时速度的平方成正比,制动时的速度越大,超重力越大。
超重力与制动距离成反比,制动的距离越少说明制动的时间越短,制动减速度越大,超重力也就越大。
人体能承受的超重力不仅与超重力的大小有关,还与它的作用方向、作用时间有关,同时还与乘罐人员在罐笼内站立的姿势、有无思想准备和人的耐力等因素有关。
究竟人体能承受的超重力有多大?或者说制动减速度在什么范围内对人体无害,这是制动平稳所要解决的问题。
对此,目前的一些资料说法不一,如有的资料阐述:对羊、犬等动物在模拟环境下进行的测试表明,羊承受最大冲击正超重(超重力从头指向脚的方向)为4.7倍重力加速度,最大负超重 (超重力从脚指向头的方向)为5.3倍重力加速度;犬承受的最大正超重为18倍重力加速度,负超重为7.9倍重力加速度;犬在3倍重力加速度正超重作用下竟然达到0.8~1秒。通过以上测试可知:人体乘罐时的正超重可能突破5倍重力加速度而采取较大的限制。这对乘罐人员在实质上和心理上都增加了安全感。
有的资料介绍:对猴、猪、羊的试验表明,当罐笼的制动速度为2.59~2.78倍重力加速度时,动物没有外伤;因此,制动减速度限制在3倍重力加速度以下较为合理。
有的资料介绍,从前根据安全条件减速度值不应超过3倍重力加速度;但是前苏联航空研究院在研究飞行中人体允许的各种减速度问题时表明:飞行员完全可以经受住5倍重力加速度范围内的长时间(几十秒)作用的超负荷。在斯大林矿务局进行的防坠器试验中证实,5倍重力加速度的减速度从头到脚作用在人体上并不危险。
目前我国在检验防坠器的制动减速度时,以“在最大终端负荷情况下,罐笼的最小减速度不得小于1倍重力加速度;在最小终端载荷(罐笼内乘一人)的情况下,罐笼时最大减速度不大于5倍重力加速度”。作为检验合格的标准。即防坠器的制动减速度可以写成下式
(三)缓冲器的作用
我国普遍采用单槽双螺旋钢丝绳缓冲器。这种缓冲器是利用缓冲绳通过缓冲器时的弯曲变形和摩擦力以及拉拔时所做的功来抵消下坠罐笼的能量,使坠落的罐笼能在规定的制动减速度范围内滑行一段距离后平稳停住,从而确保乘罐人员的生命安全和身体不受损伤。
当罐笼在提升过程中发生断绳时,由于惯性的作用,可能罐笼还没有开始下降,或刚开始下降,速度还不大时就被抓捕器可靠地抓住,这时产生的能量很小,传给缓冲器的能量就小。
当罐笼在下降的过程中发生断绳,在抓捕器抓住制动绳时罐笼的速度V比罐笼断绳瞬间的速度 V0还要大 gt,即 V=V0+gt(t为空行程时间)。这时产生的动能很大,传给缓冲器的能量也相应增大。
无论能量增加多少,缓冲器都必须在制动力不变的情况下通过加长制动距离的方式吸收这些能量,并且在整个制动距离内的减速度值应保持不变。
(四)必须注意的几个问题
(1)未装缓冲器
有的煤矿(主要是地方小煤矿)错误地认为,防坠器只要能可靠抓捕就行。对缓冲器的作用不了解而取消缓冲器。把制动绳直接固定在井架上。在没有安装缓冲器的情况下发生断绳事故,制动罐笼的全部能量只能由制动绳吸收,这有两种可能:
①制动绳不能承受这样大的冲击载荷而产生断绳,使罐笼坠入井底,造成机毁人亡的恶性坠罐事故。
②制动绳能够承受大的冲击载荷,但是罐笼的聚停产生了很大的制动减速度,这使乘罐人员的身体必然遭受到严重的损伤。
(2)以弹簧代替缓冲器
有的煤矿认为缓冲器只是起到缓冲作用,弹簧也能起到缓冲作用又造价低廉,于是用弹簧代替缓冲器。弹簧有一定的缓冲作用;但用在防坠器上将会出现:
①不能控制断绳后的罐笼在整个制动过程中的减速度保持不变,或在允许的范围内;
②抓捕器抓住坠落的罐笼后,在弹簧的振荡作用下,有可能松开制动绳,使第一次抓捕失效;待抓捕器进行二次抓捕时,使乘罐人员至少要受到剧烈的颠簸,甚至出现意外。二次抓捕现象是极其有害的。
(3)缓冲绳使用不当
①在离缓冲器很近的缓冲绳上安装绳卡,设这段距离为L1,坠落的罐笼被抓捕后,缓冲绳从缓冲器中应抽出的长度为L2,当L1>L2时,不会对缓冲器的工作起到有害的作用;而当L1<L2时,绳卡就会支撑在缓冲器的外壳上,使制动减速度忽然增大,并且随着L1的缩小或L2的加长而增大,给乘罐人员带来的危害也随之增大。
②有的煤矿为了“节约”,把已经使用过的缓冲绳抽上去再使用。
缓冲绳经销轴和滑块多次拉伸会使拉力增加25%~35%,结果引起制动力增大,使正常缓冲工作恶化;因此使用钢丝绳螺旋缓冲器时应保证经过销轴和滑块受拉的钢丝绳是未经过弯曲和未变形的钢丝绳。
③缓冲绳进入缓冲器以前受阻
缓冲器的制动力是指缓冲绳通过缓冲器时与销轴滑块之间的变形力和摩擦力。当缓冲绳进入缓冲器前受阻,则增加了制动力,相应地增加了制动减速度。况且缓冲绳进入缓冲器之前的摩擦力是可变的,这将影响缓冲器的正常工作,给乘罐人员带来不良的后果。
综上所述,缓冲器是防坠器的重要部件之一。它直接关系到乘罐人员的生命安全和身体健康,在使用中应重视。
4 维护与检修
4.1 日检
根据《煤矿安全规程》第三百九十一条的规定:提升装置的各部分,包括提升容器、连接装置、防坠器、罐耳、罐道……等,每天必须由专职人员检查一次,每月还必须组织有关人员检查一次。发现问题,必须立即处理,检查和处理结果都应留有记录。
(1)检查抓捕器
将罐笼停放在井口罐座或专用梁上,检查全部零件是否齐全?有无破损、裂纹(以敲打的方式进行检查)及其他缺陷,连接件是否有松动、丢失现象;
驱动弹簧有无损坏,弹簧固定的可靠性,有无异物妨碍弹簧的伸缩;
检查抓捕器在驱动弹簧的作用下,能否自由活动;楔子能否紧贴制动绳;润滑油是否清洁充足;有无异物落入抓捕器内;
各导向管衬套的磨损情况如何,是否达到极限磨损程度;衬套每侧最大允许磨损3mm,超过此值需更换,以免抓捕器受到磨损;
对于FS型防坠器还需要检查如下三点:
①用敲打的方法检查罐笼及悬挂装置耳环上的销轴是否牢靠,螺母开口销等是否完整;
②横臂下部带切口的制动销是否已经弯曲或折断;
③抓捕器壳体内部及护绳环两侧滑板上的润滑油是否足够。
(2)检查提升绳、制动绳
根据《煤矿安全规程》第四百零四条的规定:提升钢丝绳、罐道绳必须每天检查1次,防坠器制动绳(包括缓冲绳)必须至少每周检查1次。检查结果应记入钢丝绳检查记录簿。
检查人站在罐笼顶盖上检查时,应按照安全规程的要求,要有必要的保险装置,罐笼以0.3m/s的速度下降,检查制动绳断丝及磨损情况;
应特别注意检查上下出车平台附近的情况,发现断丝时应把断丝切除,并加以修整和记录断丝的部位,在同一个捻距内断丝截面积同钢丝总断面积之比达到5%时应予以更换;如果磨损严重,使钢丝绳直经缩小10%时必须予以更换;
在检查断丝和磨损的同时,还应检查制动绳的润滑情况,对润滑不良之处,应补充油脂予以润滑;
当发现制动绳与罐道梁相撞时,应在罐道梁上固定一块木板,使制动绳与罐道梁隔开,以减少磨损。
(3)检查拉紧装置
检查全部紧固件是否牢固,如有松动现象时,必须拧紧;制动螺栓如果折断时,应立即更换;制动绳如因塑性伸长而松弛时应重新拉紧,拉紧装置应涂稠密油以防锈蚀。
(4)检查缓冲装置
检查缓冲器的固定是否牢固、可靠;观察并记录缓冲绳有无抽出的情况,向缓冲器和连接器的各零部件涂防锈油脂。
4.2 月检
每月由机电部门的主要负责人或主管机电设备的工程师组织、并带队检查一次,发现问题及时处理。检查和处理的结果必须记入记录簿;检查内容除了与日检相同以外,还应着重检查以下几个方面:
(1)检查备件数量及储备保管情况;
(2)检查记录簿的记入内容及重复出现的问题;
(3)清除抓捕器内部,特别是活动零件间的异物、灰尘及油垢,更换新油;检查各活动零件的磨损情况,清除弹簧上的油垢及铁锈;
(4)检查各导向套,如果磨损太快或抓捕器楔子被磨损应找出原因,进行处理;应使上、下导向套及抓捕器的中心线保持在同一条铅垂线上;
(5)检查制动绳的锈蚀情况,根据记录簿检查断丝与磨损严重部位的情况,除去钢丝绳上的硬油层,涂抹新油;检查拉紧程度;
(6)检查是否有影响缓冲绳末端活动的因素;
(7)检查悬挂装置滑块的磨损情况,特别是检查与罐笼连接的耳环及销轴的固定情况(对 FS 型)。
4.3 大修
防坠器每年大修一次(切记:必须是经过国家煤矿安全监察管理总局批准的生产厂;而且应该有“煤矿安全标示准用证”)。
(1)大修时应将抓捕器拆开,清除全部零件上的油垢和铁锈,将其放入煤油中清洗干净,检查各零件是否完好。
(2)检查测量各活动零部件及磨损情况和磨损量,发现过度磨损时予以更换:
①所有的轴承与轴的间隙,磨损后不应大于1.0mm;
②抓捕器楔子的圆弧表面磨损不应大于0.2mm;
③FS型防坠器要求所有的轴孔及与其配合的轴间的间隙,磨损后不应大于2~2.5mm;
④夹板上滑楔槽的工作表面最大磨损不应大于1.5mm;
⑤背板的滑楔工作表面的磨损不应大于1.5mm;
⑥悬挂装置在清理污垢及铁锈后详细检查全部铆钉的完整性和牢固性,是否有松动现象,滑架与滑块的磨损情况,悬挂装置与罐笼连接的可靠性等。
检查完毕并装配好的抓捕器和悬挂装置,应在其非工作面上涂灰色油漆。
大修后的防坠器必须进行脱钩试验,合格后方可使用。
[1]李克西.试探人员乘罐时意外冲击加速度对人体的影响[J].煤矿设计.1985,(2).
[2]王鼎烨.矿井提升容器安全制动系数问题的探讨.中国矿业学院学报[J].1984,(3).
[3]邵裕生,王清贤,贾维年,潘玉洪,裴景春.BF型矿井罐笼防坠器(国家级科学技术进步奖申报书,国家级编号11-3)[Z].北京:煤炭工业部(煤炭科学研究院抚顺研究所).1985年5月20日.
[4]潘玉洪.正确使用缓冲器[J].煤矿安全,1985,(8).
[5]徐州煤矿安全设备有限公司.防坠器使用维护说明书[Z].
TD531+.2 文献标识码:B