首绳快速更换装置在釜山立井提升机中的应用

2019-01-17王彩绒刘增伦

机械管理开发 2018年12期

王彩绒，刘增伦

（山西晋城煤业集团机电处，山西晋城 048006）

引言

釜山立井提升机于2009年5月投入运行，属井塔式多绳摩擦提升机，型号为JKM-3×4（I），直径为3 m，1个摩擦轮，2个导向轮。罐笼自重1500 kg，最大载重9300 kg。长平矿有釜山、长平、芦家峪三对多绳摩擦立井提升机，按照《煤矿安全规程》412条规定，摩擦式提升机提升钢丝绳的使用期限应不超过2 a。那么该矿每年都至少进行一次换绳工作，采用传统的换绳方式不仅耗时长，参与施工人员多，而且由于人员下井均由立井上下，换绳期间给人员上下井带来很大的不便，同时增加了来往长平—釜山—芦家峪通勤车的运输成本。通过安装多绳摩擦式提升机首绳快速更换装置，实现了多绳同时更换、自动检测调节换绳速度等功能，从而达到多绳摩擦式提升机首绳快速更换的目的。

1 现有矿井换绳工具

目前矿井的换绳工具主要是：绞车，用于容纳放出新绳，回收旧绳；钢丝绳紧固装置，与主绳径配套，用于固定新旧绳；滑轮，用于新绳的导向；托梁，托住提升容器；新旧绳连接工具，有自制的旋转绳环等；手拉葫芦，用于新绳进入系统。可以看出，换绳工具非常简单，机械化程度不高。另外，在换绳工作之前需要做大量的准备工作，耗时费力，影响煤矿的正常生产，给煤矿的经济效益带来一定的损失。

2 装置的结构、原理、技术性能及应用

2.1 结构

多绳摩擦提升机首绳快速更换装置主要由防跑绳装置、行走机构、导向轮、液压站、电控箱等组成，如图1所示[1]。

图1 多绳摩擦提升机首绳快速更换装置结构图

2.2 原理

2.2.1 机械原理

1）采用“旧绳带新绳”的原理，按系统编制的PLC控制程序来实现快速、安全换绳。

2）设备应实现换绳过程的连续步进换绳。

3）防跑绳装置采用“液压松闸、弹簧抱闸”工作方式，能够实现对钢丝绳的安全自锁，防跑绳装置推力油缸的压力在换绳过程中能够实现在线检测，并具有自动补压和保压功能。

4）通过速度传感器对换绳速度实现在线检测，首绳快速更换装置具备过速自动保护功能。

2.2.2 控制原理

1）利用电液控制技术，达到机械、液压与电器的协调运动，实现换绳装置中步进小车与四边形夹紧机构的交替无扰切换。

2）利用计算机仿真分析与试验室试验相结合，反复优化换绳装置各种机构参数与控制参数的匹配。

3）配制液压系统的液压参数，优化设计及加工，已确定系统及分支回路的压力、流量与管网特性的匹配关系。

2.3 首绳快速更换装置的相关技术条件

满足更换首绳直径范围是36mm；更换首绳长度范围不大于600 m；更换首绳间距为300mm；更换首绳数量为4根；防跑绳装置对钢丝绳的拉力满足总拉力不小于20 t，对单绳的拉力不小于5 t；步进式送绳装置（行走机构）对单绳的拉力不小于5 t，对钢丝绳的拉力满足总拉力大于等于20 t；平均送绳速度可调0～4 m/min范围内；集成液压泵站供电电压采用三相四线制交流380 V，配用电动机功率为2×18.5 kW；防跑绳装置保护动作条件，包括动力装置和控制装置之一没有供电，送绳瞬时速度大于保护设置值，根据换绳现场条件需要；步进式送绳过程可以实现自动、手动控制两种方式，两种控制方式互相闭锁功能，手动控制优先[2]。

2.4 釜山立井提升机的应用

2.4.1 主要参数（见表1）

表1 更换提升机首绳所需基本参数

2.4.2 换绳过程

1）分别完成稳罐、锁绳后，操作换绳装置下放新绳，同时井底人员将四根钢丝绳向东进风巷牵引。

2）井底钢丝绳落地松驰后，停止放绳。

3）换绳装置继续放绳，同时井底胶轮车开动牵引。胶轮车每牵引100 m后，停止放绳，用气割在井底处割断旧钢丝绳。

4）等新旧绳连接处通过东罐的防坠器后，停止放绳，在此处打一道分绳器。

5）继续新绳下放到井底有适当的余量后，胶轮车停车。换绳装置停机，锁住钢丝绳。用井口第五道梁上4个5 t倒链重新锁紧四根新钢丝绳。

6）拆除新旧绳连接卡，将旧绳完全拖至东进风巷。然后按标准将井底新绳头与东罐笼连接装置连接。

7）拉动4个5 t倒链，将井筒内钢丝绳绷紧。提升机司机操作关闭盘形闸与电动机制动闸。

8）拉动4个10 t倒链，将西罐笼上提至过位300mm。根据现场情况割掉井口西罐多余新绳，新绳回拽出井口房，盘回绳盘。并将绳头按标准与西罐连接装置连接。

9）挂罐笼、试运转。

采用首绳快速更换装置首绳的更换时间由原来的72h控制在32h以内[4]，更换作业流程如图2所示。

图2 换绳示意图

3 应用的优点以及成效

传统更换副立井首绳采用的是用旧绳带新绳，把新绳卡在罐笼顶上，开动罐笼向下，带着新绳向下，由于稳车和罐笼下放的速度不一样，会导致新绳搅乱，或堆积在井筒中的钢梁上，而且每次只能放一根，需四次才能放完，所需时间长，难度大。使用首绳快速更换装置更换釜山井塔式摩擦提升机同时可以更换四根首绳，过程平稳，速度可控，安全保护装置随时可以投入，减少了大量的人力消耗，降低了劳动强度，节省了更多的时间，并且更安全可靠。