矿井提升机制动性能测试方法及应用

刘建光

（山西煤矿设备安全技术检测中心，山西 太原 030045）

矿井提升设备是一个系统，又是矿井中非常关键和重大的设备。在矿山，矿井提升机主要用途是提升矿物，因此在多数矿中，提升设备的提升量就是矿井的主产量。提升设备又是井上、井下升降人员的主要设备，提升机能否安全可靠运行，直接关系到矿工的生命安全和生产任务的完成，是提高工作效率，实现安全生产的一项重要措施。提升机制动系统的安全可靠性，是确保提升机安全运行的可靠保障，为了使制动系统能够完成提升机正常停车、工作制动、安全制动，《煤矿安全规程》对提升机的制动力矩倍数和安全制动减速度作出明确规定。在实际运行过程中，若制动力矩过小，则产生的制动减速度过小，就可能出现制动时间长,制动时滑行距离长,刹不住车的现象；若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就可能出现提升机在很短的时间内完成停车过程，产生很大的动负荷，钢丝绳磨损天轮及滚筒衬垫，同时产生很大的冲击动力对提升机机械损害很大，直接影响提升机机械系统的使用寿命。还有一种情况就是制动力满足规程要求，但制动减速度不满足规程要求，原因就是二级制动时间调整的不合理，只能通过仪器测量才能发现这些隐患。因此，必须科学、准确地进行提升机制动性能测试，看它是否满足规程要求，它对预防和杜绝故障的发生，具有十分重要的意义。

1 矿井提升机制动性能测试前准备和测试方法

1.1 矿井提升机制动性能测试前准备工作

矿井提升机制动性能测试，即用提升机安全性能测试仪能直接测取提升机制动力矩和制动减速度。在现场制动力矩测试时（以立井双钩等重罐笼提升为例），可以将两个罐笼置空，并把罐笼提升至井筒中间部位即汇罐处，或将一个罐笼提升至井口，在井口用卡罐装置卡住罐笼，使钢丝绳处于无任何外力作用状态，此时另一罐笼已放到井底。再准备3个U型环，1条钢丝绳绳套，1台10 t手动葫芦，拉力传感器一端通过U型环与滚筒定车孔处连接，另一端通过钢丝绳绳套、10 t手动葫芦与绞车房内行车连接，同时准备需要一名电工和两名维修工配合就可进行工作。在现场制动减速度测试时，井口井底附近严禁有行人停留，井口装载物料处准备点物料（重量为罐笼正常提升时载重量），此工作就可进行了，由于此项测试需矿井提升机在正常速度下重载紧急停车，测试前需认真检查提升装置确保安全的前提下进行测试。

1.2 矿井提升机制动性能测试方法

（1）制动力矩的测试方法：①测试前把两罐笼提升到井筒中间位置即置于井筒汇罐处，或把一罐笼提升至井口用卡罐装置卡住罐笼使钢丝绳处于无任何外力作用状态。②连接传感器，传感器一端通过U型环与滚筒定车孔处连接，另一端通过钢丝绳绳套、10 t手动葫芦与绞车房内行车连接，注意拉力方向必须是沿滚筒切线方向。③将拉力传感器线分别与拉力计和提升机安全性能测试仪连接，打开提升机安全性能测试仪，选择工作状态输入存储区、选择制动力测试输入制动半径及闸瓦编号。④利用盘形闸每幅闸上的阀门，关闭需检测盘形闸的阀门，其余盘形闸全部打开，注意此时可能有个别提升机存在闭锁，即提升机静止状态无法打开闸瓦，须矿方技术人员解除闭锁。⑤准备完毕缓慢拉动手动葫芦，同时一人用手贴住闸盘，逐渐增大拉力，直到滚筒略有移动，同时按2打印键，打印结果则为这副闸的制动力矩。⑥其他盘形闸测试同上述方法，测试完毕然后累计求和所测数据就是该提升机所有盘形闸制动力矩。

（2）制动减速度测试方法：①首先把事先准备好的物料放于主罐笼（或副罐中），以此罐为基准做上提和下放时的安全制动减速度。②连接好速度信号线、电压信号线并把电压信号并联在提升机电控系统安全回路处。③打开提升机安全性能测试仪，选择工作状态输入存储区，在此存储区先做一速度图，选择工作状态制动测试项进行制动减速度测试。④与绞车司机沟通好提升机紧急停车的位置，开启提升机做主罐下放试验，运行到正常速度，主罐到达井筒下半部分命令司机紧急制动。⑤制动同时安全回路切断，制动闸动作迅速抱闸，直到提升机停车，按下2键打印数据即为提升机下放时制动减速度。⑥提升机上提制动减速度同上述方法。立井提升机制动减速度规程上要求：上提重载：≤5.0 m/s2，下放重载：≥1.5 m/s2。

2 测试技术应用

《煤矿安全规程》规定:新安装的矿井主要提升装置,必须经验收合格后方可投入使用。投入使用后的设备，必须每年进行1次检查，每3年进行1次测试，认定合格后方可继续使用。山西省各煤炭企业均按规程要求进行提升机安全性能检验，现以霍州煤电集团团柏煤矿排矸立井缠绕式提升机为例说明下提升机制动性能检验的结果及调整后的情况：2009年10月19日对此提升机（型号为2 J K-2.5×1.5/11.5 E）进行了制动性能测试，检验结果为168.26 k N.m，它与最大静力矩的比值为2.8，不能满足《煤矿安全规程》规定的第四百三十二条的要求，上提重载制动减速为0.9 m/s2不能满足《煤矿安全规程》规定的第四百三十三条的要求。导致制动力不合格原因主要有以下几点：盘闸接触面积达不到总面积的60%，即闸瓦接触面积不够、闸瓦蝶形弹簧疲劳、制动闸的闸瓦间隙过大、工作油压太低、残压超标；导致制动减速度不合格原因主要有以下几点：电控系统中二级制动时间调节不合理、工作油压太低、残压超标、盘闸制动力不够。通过团柏煤矿现场测试数据分析该提升机制动力、制动减速度不合格主要原因为：闸瓦蝶形弹簧疲劳、制动闸的闸瓦间隙过大且该电控系统中二级制动时间太短。矿方有关领导得知测试结果后，立即组织有关人员进行调试，首先更换了制动力矩最小的3组蝶形弹簧，调整了各工作闸的闸瓦间隙，清洗了制动盘和闸瓦上的油污并调节了电控系统中二级制动时间。后经测试制动力矩倍数为3.6＞3，上提重载制动减速度为2.4 m/s2，下放重载制动减速度为1.9 m/s2，均满足规程要求。

3 结束语

煤矿提升设备安全可靠运行是实现煤矿企业本质化安全的基本要求，搞好煤矿提升设备制动性能检测是安全技术装备保障体系的重要内容。因此有必要对矿井提升机制动性能进行检测，以及时掌握了解设备运行状况和其在运行中存在的问题，做到心中有数，及时准确地排除隐患，从而保证提升机安全可靠运行，防止事故的发生，确保了安全生产。

[1]唐国祥.矿井提升机故障处理和技术改造.机械工业出版社.2005年1月.

[2]煤矿安全规程.中国法制出版社.2010年2月.