摩擦式提升系统尾绳隔离及防扭保护装置的设计及应用

罗凌云 张志伟

(山东黄金集团昌邑矿业有限公司)



摩擦式提升系统尾绳隔离及防扭保护装置的设计及应用

罗凌云 张志伟

(山东黄金集团昌邑矿业有限公司)

当摩擦式提升系统平衡尾绳隔离装置失灵致使尾绳发生扭结时，提升机若无法迅速停车，将会造成重大设备安全事故。为排除尾绳扭结给提升系统带来的重大隐患，山东黄金集团昌邑矿业有限公司所属铁矿山设计安装了摩擦式提升系统尾绳隔离及防扭保护装置，该装置的应用取得了一定的成效，经济效益显著。

摩擦式提升系统 平衡尾绳隔离装置 尾绳隔离及防扭保护装置

山东黄金集团昌邑矿业有限公司所属铁矿山主井采用JKMD-4×4(Ⅲ)E型多绳摩擦轮提升机，提升高度383 m，提升方式为箕斗+平衡锤，提升速度8.63 m/s，提升加速度0.7 m/s2，拖动电机额定功率1 800 kW，2011年3月投入使用。由于该竖井井筒安装时未安装尾绳隔离及扭结保护装置，运行过程中曾发生过尾绳扭结事故，由于发现及时未造成重大设备事故。为此，在更换了新尾绳后，为保险起见，该提升机仅以4 m/s速度运行，导致提升机提升时间过长，从而大大增加了提升电耗，也大大影响了提升机的提升能力。为此，设计安装了尾绳隔离及防扭保护装置，有效解决了制约提升系统安全、节能等问题，取得了良好的经济效益。

1 系统设计及安装

尾绳扭结主要分为一条尾绳扭结或2条尾绳相互缠绕扭结2种情况，导致尾绳扭结的主要原因为：①由于井底粉矿过高顶住尾绳，使尾绳变形，运行时不按照正常轨迹运动，相互缠绕；②由于安装于箕斗或平衡锤下端的尾绳旋转装置失灵，提升时致使钢丝绳无法旋转、钢丝绳打结。为防止运行过程中一条尾绳扭结或2条尾绳相互缠绕扭结，应重点考虑将尾绳进行隔离或确保尾绳发生扭结时提升机能够紧急停车。

1.1 尾绳隔离装置

尾绳隔离装置采用φ22 mm钢丝绳安装成隔离网，每条钢丝绳两端固定于防撞梁上，并在钢丝绳上套φ32 mm抗磨PE管(图1)，将一条尾绳两侧及2条尾绳之间进行隔离，有效避免运行时尾绳晃动或相互间距较小而发生扭结。采用φ22 mm钢丝绳制作的隔离网，其优点在于钢丝绳富有弹性，不被卸矿时坠落井底的矿石砸坏，较隔离木及隔离管制作的隔离网维修量及维修成本大大降低。在隔离网钢丝绳上套装φ32 mm抗磨PE管，以防运行时尾绳与隔离网钢丝绳的碰触摩擦，有效降低了尾绳磨损，并且φ32 mm抗磨PE管可阻止φ22 mm钢丝绳锈蚀，通过定期更换φ32 mm抗磨PE管便可确保尾绳隔离装置的安全稳定运行。

图1 尾绳隔离装置安装布置(单位：mm)

1.2 尾绳防扭保护装置

在井底防撞梁下端横拉φ8 mm镀锌钢丝绳穿越箕斗和平衡锤的尾绳之间，一端用夹板夹住固定于防撞梁下端的槽钢上，另一端末端用10 kg拉簧固定，在弹簧前串接一块永久磁铁，使磁铁长期感应磁接近开关，将接近开关常闭点接入PLC开关量输入模块，一旦扭绳，尾绳拉拽φ8 mm镀锌钢丝绳，使磁铁脱离接近开关的感应区，磁接近开关动作常闭点断开，PLC保护程序动作，迅速发出紧急停车指令，提升机紧急停车，可有效避免提升机继续运行引发断绳等重大设备事故(图2)。考虑到井筒淋水造成接近开关频繁损坏以及井筒维修危险度较高等因素，设计了一套尾绳防扭保护接近开关动作装置(图3)。该装置利用滑轮组将φ8 mm镀锌钢丝绳10 kg拉簧、末端磁铁及接近开关等原件集中安装于-325 m水平装矿站信号室外，确保φ8 mm镀锌钢丝绳被尾绳扭摆时接近开关灵敏可靠。

图2 尾绳防扭保护装置φ8 mm镀锌钢丝绳安装示意

图3 尾绳防扭保护装置接近开关动作装置

1.3 PLC控制程序

尾绳隔离及防扭保护装置设计安装完毕后，修改了PLC速度控制程序及减速距离控制程序。其中，PLC控制程序如图4所示，安全回路控制程序如图5所示。

图4 PLC控制程序

2 系统运行效果

图5 安全回路控制程序

由于提升速度慢，提升生产效率底，峰、平、谷用电时段难以控制，提速后有效控制了峰、平、谷用电时段，达到了节能降耗的目的，创造了可观的经济效益。

3 结 语

针对山东黄金集团昌邑矿业有限公司所属铁矿山尾绳扭结给提升系统带来的安全隐患，对摩擦式提升系统尾绳隔离及防扭保护装置进行了设计和安装，该套装置的有效运行不但解决了尾绳扭结导致安全事故及制约生产等问题，而且达到了节能降耗的目的，经济效益显著，对于类似矿山有一定的参考价值。

2016-05-31)

罗凌云(1975—)，男，工程师，261313 山东省蓬莱市大柳行镇虎路线村。