礦井提升機械安全可靠技術研究

席志華

（山西焦煤集團有限責任公司官地煤礦，山西太原030022）

引言

礦井提升機是煤礦生產中的重要設備之一，和煤礦安全生產息息相關。礦井提升機械安全可靠也是煤礦企業十分重視的問題。隨著煤礦數量的增加，采煤規模逐漸擴大，所以對煤礦生產的安全性也在逐漸增高。近些年我國在煤礦生產中經常出現一些安全事故，提升機可能出現制動失效和斷繩等情況，所以加強提升機械安全可靠技術的研究十分重要。可以利用先進的計算機技術進行仿真實驗，分析事故實例檢驗故障模型，從而減少事故發生的概率。礦井提升的安全裝備能夠預防事故發生，避免事故規模擴大，所以礦產企業要加強對礦井提升機械的應用和研究。

1 礦井提升機械安全可靠性分析

礦井提升機械的安全功能比較廣泛，在超速、過卷保護等方面都有一定的保護作用。礦井提升機械在使用時，要保證使用環境處于一定的變化范圍之內，不管是在露天的礦山上還是存在有害氣體的礦井下，礦井提升機械只有在較高安全可靠性的情況中才能將安全功能發揮出來，從而降低作業事故發生的概率[1]。

要想保證礦井提升機械處于比較理想的工作狀態，齊全的安全功能和較高的安全可靠性是基本條件。礦井提升機械實現安全功能主要是靠子系統的安全可靠性和生產過程中的安全措施[2]。礦井提升機械的安全可靠度是衡量提升機械安全可靠性的一個重要指標，它是指提升機在規定條件下成功完成安全可靠功能的概率，有固有安全可靠度和使用安全可靠度兩個參數。

對礦井提升機械進行安全可靠性設計也是保證礦井生產安全的重要方面。首先確定提升機安全可靠性指標，然后確定安全可靠性框圖，還有預測提升機械的安全可靠性，最后要合理分配指標。礦井提升機械安全可靠性設計主要包括預計和分配兩個方面。預計是指根據經驗和記錄以及目前的機械技術水平，進行礦井提升機械安全可靠性的預測。分配是指將安全可靠性指標分配到具體的子系統中，保證整體的安全可靠性，可能會有多種分配方法，需要根據實際情況來進行分配方法的選擇[3]。

2 礦井提升機械安全可靠技術的應用

1）提升機過卷緩沖裝置。此種裝置能根據吸能和緩沖元件的種類對塑性形變吸能、彈性緩沖等進行分類。塑性形變吸能是根據吸能元件工作時產生的熱量來判斷的，由本質型罐道、拉伸鋼制桿件等組成。摩擦吸能是吸能元件在相對運動產生摩擦時的能量來判斷的。液壓阻尼吸能是通過阻尼耗散過卷容器的能量來判斷的。彈性緩沖是通過彈性元件轉換成的變性能來增大作用時間、減小沖擊力峰值。上述元件工作原理的作用都是防止事故擴大，在我國目前的礦井生產中得到廣泛應用。

2）提升機防范制動失靈裝置。提升機安全回路節點動作后，盤式制動器補償增壓裝置才能啟動油泵，而且還能夠對提升機測速電機的電壓進行監測。如果減速制動不是按照預定計劃進行，則馬上進行補償制動，與此同時還要接通原制動器的松閘壓力油和盤式制動器補償增壓裝置的油箱，這樣能夠在保證制動器和閘能夠貼合上，給制動器補償正壓力。補償制動力的大小一定要控制好，可以通過比較測量減速和設定減速度來控制補償制動力。補償制動力大小合適能夠保證提升機減速停車，如果過大就會導致提升機打滑，過小又達不到制動的目的。在提升機按照設定的減速值進行減速制動時，不需要實施制動力補償。提升機防范制動失靈裝置包括執行、動力和控制等組成部分。執行部分可由改造后的盤式制動器形成，原制動器中活塞和后蓋的部分可以改造成一個壓力腔，將其作為一個液壓腔，并注入壓力油以增加閘瓦和制動盤之間的正壓力。動力部分主要包括電機、油泵等。控制部分可以通過手動和自動兩種方式來進行工作[4]。提升機防范制動失靈裝置起到后備作用，能夠防止事故的擴大。此裝置在煤礦生產中也得到了廣泛使用。

3）提升機摩擦提升滑動監控裝置。此裝置主要由滑動檢測、消除滑動等方面組成。可以通過監測儀在提升機工作中的滑動速度進行監測和判斷，監測儀主要是由光電編碼器和單片機組成，一旦提升機出現滑動現象，就可以立即報警，并斷開安全回路，進行緊急制動。可以通過自動和手動兩種方式對此裝置進行操作。此裝置與上面兩種裝備一樣，也屬于后備保護裝置。

4）鋼絲繩張力自動平衡裝置。此種裝置利用液壓連通裝置器原理，使用懸掛器，在提升中自動平衡鋼絲繩。此裝置不僅可以平衡鋼絲繩張力，還可以檢測鋼絲繩張力不平衡現象，以便及時維修，同時減少各繩之間的不平衡張力。經驗表明，鋼絲繩張力自動平衡裝置能夠降低摩擦襯墊的磨損，有效提高鋼絲繩的使用周期，防止由張力不平衡導致的事故[5]。

5）副井井口聯動閉鎖裝置。副井操車聯動是按照設計好的程序，在規定的閉鎖條件下，由井口和井底相關機械設備自動循環動作輔助罐籠進行提升操作。目前，有的副井操車能夠使用單片機等技術實現集中控制，使用全液壓傳動，由液控系統集中控制。

6）提升狀態監控裝置。目前我國大部分的提升狀態監控裝置都是針對后備保護功能而研制的，裝置中的信號大多取自原有的電控系統和節點，發生事故的風險較高。礦井提升狀態監控裝置能夠實現裝置的性能檢測，還能夠在線監測制動壓力、制動缸工作阻力等狀態，并且還具有后備保護功能。礦井提升狀態監護裝置能夠實時跟蹤顯示礦井提升設備的運行參數、存儲運行數據，為科學合理的操作提供可參考的數據庫[6]。使用此裝置能夠縮短機械檢修時間，提高生產效率。

7）定重載裝置。此種裝置有壓磁式、液壓式等多種形式，能夠防止箕斗超載。目前一部分定重載裝置使用主受力元件和測量儀、傳感器相分離的結構。主受力元件能夠滿足定量斗承力要求，保證測量傳感器的工作精度和測量精度。

3 礦井提升機械的安全管理

一是要保證提升機房的安全可靠性，杜絕火災等事故的發生，要有齊全的消防裝置。二是要由專人管理提升機房，對提升機房內的設備進行定期檢查。三是提高人員的專業素質，一旦發生緊急情況能夠及時采取搶救措施。

4 結語

通過分析可以知道，提升機械的安全可靠性對采礦工作的重要性，我們應重視提升機械安全可靠技術的研究和應用，最大程度地減少事故發生的概率，進一步提高礦井生產的安全可靠性。

[1]韓軍偉.礦井提升機械安全可靠技術應用探討[J].科技創新與應用，2015（22）：149.

[2]余洪偉，楊錦濤，周建，等.礦井提升機制動系統安全可靠性分析[J].煤礦機械，2015，36（7）：140-142.

[3]朱麗娟，張堪牢.礦用無軌設備的安全可靠性分析[J].中國科技縱橫，2013（11）：109.

[4]王俊.煤礦礦井局部的通風安全技術分析[J].機械管理開發，2015，30（4）：102-103.

[5]李高峰.煤礦井下機電安全供電技術管理[J].機械研究與應用,2016，29（5）：169-170.

[6]范斌.煤礦井下機電安全技術管理[J].機械管理開發，2015，30（4）：104-105.