试论立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置的结构型式及具体运用

吴英华

摘 要：文章主要介绍了目前煤矿立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置的结构型式，给出了托罐装置的理论计算，并将其运用到实际环境中，并分析了实验结果，为煤矿安装立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置提供了理论依据。

关键词：立井提升；防过卷；缓冲托罐装置

我们金泰公司从八十年代开始生产多种规格的立井提升安全防坠罐笼产品，并始终保有多种规格产品的“安标”证书，几十年以来，随着科学技术的进步，各种配套设备能力的提升，煤矿立井开采逐渐趋于大型化、提升容器、单次提升量和提升速度不断突破极限，在此情况下，立井提升的安全保护措施也成了我国煤矿最关注的问题。虽然现在有多道电器控制和机械保护装置对提升机的控制、制动等环节进行保护，但是由于操作失误等多方面的原因，过卷（过放）的事故还是不断的发生，甚至会有断绳坠罐的重大事故发生，不仅伤人损财还得停工停产。经过研究分析发现，只在提升机上下功夫是不足以得到保护的最好效果的，还有隐患，因为连接提升机和提升容器的是钢丝绳，出现过卷紧急情况时，就算提升机能够很快制动，但是因为惯性的因素正在上升的提升容器一定会继续上升，如果不能很好的解决这个问题，就会出现松绳，这时不对提升容器进行控制就会很危险，容易出现过卷、断绳等很多意外情况。通过分析提升机的原理和总结事故经验，得出应从提升机和提升容器这两头解决立井提升的保护问题。因此，1992年以来《煤矿安全规程》中就一直规定立井提升系统必须有缓冲装置、托罐装置等保护安全的装置。

1 立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置

1.1 BS型摩擦滚筒缓冲装置

BS型摩擦滚筒缓冲装置，此装置是通过钢丝绳缠绕而产生摩擦，以此對过卷（过放）容器进行吸收的装置。此装置中有一个缓冲设备。安装位置为提升容器两旁的道梁，以钢丝绳将缓冲设备缠绕，之后以钢丝绳末端掉在缓冲托梁的位置上，缓冲托梁大多在停车时的提升容器上或者下面。在常规状态下，提升容器与缓冲托梁保持脱离状态。在出现过卷问题自后，缓冲托梁与提升容器发生接触，并保持贴合状态一起移动。缓冲托梁以钢丝绳拉动缓冲设备的滚筒，通过钢丝绳提供的阻力为提升容器提供缓冲阻力，对抗绞车与提升容器的持续运动。缓冲容器的制动能力需要确保过卷之后能够稳定停止，同时缓冲速度a低于gn的条件下能够进行调整。

最主要的是可以通过调节盘与螺母的联合作用，调节正向压力完成对制动的调控作用。在实际的操作中，可以频繁多次的使用，极其方便。缺点是其制动力在长时间的不运作情况下无法动态变化，可能由于摩擦系数的改变、其他材料的变质与滑动平面因素而发生变动。

1.2 FHT型防撞梁托罐

托罐装置主要是缓冲器、滑槽、托爪等组成的。提升容器发生过卷故障与托罐装置的托爪产生撞击时，托爪能够自动回缩，如果提升容器还在继续上升，即将撞到防撞梁时，托爪会迅速的伸出，托住将要下落的容器，防撞梁具有一定的弹性，能够减小对过卷容器的冲击和冲击造成的容器变形。托罐装置不仅有托罐功能还具有缓冲功能，它还可以使提升容器下落距离不超过500mm。

FHT型防撞梁托罐的缓冲托梁和缓冲器是靠钢丝绳连接的，时间长了钢丝绳容易发生生锈、腐蚀、老化等情况，造成其工作强度降低，制动失效而起不到保护作用，可靠性较差。

2 缓冲托罐装置的制动力

假设某矿各种数据如下：最大提升速度vm=5.77m/s，罐笼自重Q0=4470kg，一罐最多载人27人，钢丝绳：6（V）37S+NF-？准36.5-ZZ，p=5.67kg/s，钢丝绳破断拉力总和为1031KN，悬垂高度为300m，提人时系统变位质量∑M=42865kg。要使防过卷制动减速度a<1gn，防过放制动减速度a<3gn。

2.1 防过卷制动力

3 立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置具体运用

根据理论计算，我们将BS型摩擦滚筒缓冲装置、FHT型缓冲托罐装置作为防过卷缓冲装置及托罐装置（见图1），在某矿进行试验运用。

此装置由井底防过放缓冲、井口防过卷缓冲、井架防撞托罐三部分组成。

BS形摩擦滚筒缓冲设备是通过摩擦制动的方式对发生过卷、过放的提升容器进行控制的装置，它能够提供的制动能力输出平稳同时调节方便，由于蝶形弹簧以及摩擦装备的位置均在卷筒之中，同时还选择了防潮的密封方式，通过整体防护罩的方式进行保护，可以在淋水的条件下应用，减少了维护工作，还可以多次使用。

这种设备在防止过放缓冲的过程中，将缓冲设备放置在马头门的道梁上。矿井提升容器选择双提升的方式，所以一个罐笼需要安装四个缓冲设备，安装位置在两旁的道梁，缓冲设备以钢丝绳缠绕后吊在缓冲梁，缓冲梁位置为停车时罐笼下的0.5m。在常规状态下罐笼与缓冲梁不发生接触。在过放情况出现后，罐笼会下降与缓冲梁接触并保持一致性运动，四台缓冲设备的卷筒通过转动提供制动力，从而实现速度减缓并稳定停车。通常情况下2至3米的水窝就可以实现。

这种设备对其他设备不造成任何影响，安装方法简单，需要的时间也很短，在停止维修的过程中就可以完成设备安装。想要实现防过卷的目标时，仅需要将整个装置反向安装就可以了。

基于各种设备的实际应用作用，在立井提升设备中防止过放或者过卷的缓冲设备以及托罐都可以起到效果，是保护人身安全的可行有效的措施。

4 结束语

通过对立井提升防过卷（过放）缓冲托罐装置的结构和现场实验情况进行分析，结合发生过的问题，必须要增加安全方面的设备以及投入。特别是在提升速度较快而过卷距离较短的陈旧矿井中，基于生产环境无法提高井架的高度，需要特别注意提升防过卷（过放）缓冲托罐装置的安装。还要在实际运用中不断对现有装置的不足进行完善改进，努力做好矿井安全的保护工作，减少矿井事故的发生。

参考文献

[1]杨福珍，白霄，陈哲，等.立井提升防过卷过放缓冲托罐装置受力分析[J].煤矿机械，2011，32（7）：70-71.