一種尾繩鋼絲繩防扭結裝置的應用與推廣

常戰勝，鮑凱升

（赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039）

在礦井提升系統中會用到尾繩裝置，雖然其不承受提升載荷，但在提升系統中占據著至關重要的位置。它不僅可以平衡傳動力矩，還可以防止鋼絲繩在摩擦襯墊上打滑，但其一旦出現故障不僅會影響提升系統的正常工作，導致停產，還會因為斷繩事故導致安全問題甚至更大的經濟損失。在以往的斷繩事故中最常見也最嚴重的則是尾繩故障，且從以往實踐來看，多繩摩擦式提升系統中造成斷繩事故最主要的因素之一則是尾繩扭結，因此如何設置防扭避免尾繩扭結是一直以來井下工作者們所關注的問題。目前的防扭裝置存在著易損壞、易干擾、維護工作量大等多重問題，本文將就此問題展開探討。

1 尾繩扭結產生的原因

尾繩是金礦豎井多繩摩擦輪提升系統的重要組成部分,它的兩端(提升容器一般設計配置2根尾繩)，分別連接懸掛于2 個提升容器(副井罐籠、主井箕斗等)，形成由提升繩、提升容器、尾繩、提升容器、提升繩組成的環形運行系統,尾繩在該提升系統中起平衡作用，在重力的作用下，整個裝置呈現倒狀的“U”形，在運行時，多條尾繩在一個狹小的空間里擺動、抖動等力的作用，下端則容易扭結在一起，這時候則會造成絞斷、墜落等事故，嚴重者會導致提升機安全事故甚至人員安全事故，因此做好尾繩扭結保護是安全、高效工作的基本保障，在我國《金屬非金屬礦山安全規程》安全規程中也對其進行了明確要求：要求摩擦式提升機必須有尾繩防扭結保護裝置[1]。

2 現有尾繩防扭結裝置的諸多問題

通常的尾繩防扭結保護裝置，是一利用水銀開關或者其他的靈敏度高的行程開關制作的，一般需要開關機構安裝到井底尾繩隔離梁上，用一根鋼絲繩，一端從尾繩弧底中間穿過固定到對側鋼梁上，另一端與開關機構連接，開關的控制線要從井底鋪設至井筒的末端中段信號箱內。當尾繩出現扭結會觸碰鋼絲繩，從而引起開關動作，開關動作后控制信號箱內中間繼電器動作，電氣保護聯鎖動作，控制提升機停車。但這一種類的防扭結裝置設計存在以下問題：①開關機構安裝到井底鋼梁上，雖然有防護，但是也要長時的受到井筒內上方落物的砸擊，經常性的出現壞損；②井底環境惡劣，電氣元件非常容易受淋水、潮氣等侵蝕，開關維修更換頻繁，檢維修耗時，影響生產；③水銀開關等行程開關，動作靈敏度高，偶爾尾繩運動偏擺幅度大就會引起裝置動作，緊停車。④現有技術的尾繩保護開關安裝在隔離木下，日常檢查試驗，人員需要下到井底進行模擬試驗，耽誤時間，影響提升，還有一定的風險隱患，并且信號電纜存在損壞的可能性，提升設備運行的穩定性較差。

3 新型尾繩鋼絲防扭裝置的設計

鑒于以上的問題，借鑒其他礦山的應用技術和成果，結合本單位的現場實際，我們設計了一種尾繩防扭結保護裝置。其改變以往的將檢測保護開關安裝在井底隔離層附近位置，現將檢測動作保護裝置安裝到中段水平井口附近。選用電容式感應開關，做為動作的觸發開關，將其鑲嵌在一個轉動機構上，轉動機構安裝到井筒最底下一個中段井口位置，轉動機構一端連接復位彈簧，另一端用塑套鋼絲繩連接，鋼絲繩通過改向滑輪，下到尾繩隔離梁再通過改向滑輪，穿尾繩弧底中間，固定到鋼梁上。當發生尾繩打結時，尾繩會牽動中間橫穿的鋼絲繩，鋼絲繩通過滑輪動作，帶動裝置的轉動機構，從而使感應開關動作，控制信號箱內的中間繼電器動作，使電氣保護聯鎖動作，控制提升機停車,以免扭結造成事故擴大.。其安裝方式及檢測原理如下圖1、圖2所示[2,3]。

圖1 尾繩隔離裝置安裝示意圖

圖2 尾繩防扭結保護裝置檢測開關電氣原理圖

4 新型尾繩鋼絲防扭裝置的應用

為了更好的檢驗新設計的裝置，本文在研究完成后在柴胡欄子金礦三號井10中段井口和四號井19中裝載站進行了模擬試驗。在赤峰柴胡欄子金礦中，其三號井和主豎井提升機均為摩擦式提升機，提升容器底部分別懸掛2根18×7+FC-40mm-1570和34×7+FC-46mm-1570型鋼絲繩作為尾繩（平衡鋼絲繩），這是典型的尾繩設計，但這種設計不不理想，不僅易損壞，還存在著難以維修、易緊停車、模擬實驗耗時耗力等租多問題，針對這些問題，本文結合實際，設計了一款尾繩防扭結保護裝置，以此改變目前尾繩扭結的一些問題，通過創新設計及相關實驗，我們發現，通過本設置能有效控制提升機緊停，不僅如此，其相比現有尾繩防扭結裝置還有幾個凸出特點：①裝置在中段井口位置，受害隱患風險低，易于維護保養；②選用感應開關做為動作觸發，其為接觸鐵感應開關，動作靈敏度高，同時其為有源開關能直觀查看其是否動作和判斷器件是否失靈；③可根據現場情況調節動作距離和動作延時情況，防止發生誤動作，即使發生誤動作也可及時恢復；④日常檢查試驗不需下到井底模擬動作，在中段井口即可試驗，操作簡單易行。這不僅有效提高了礦井工作質量和效率，還能有效減少企業的維保修成本，能實現省時、省力。

5 結語

尾繩防扭結保護是提升機安全保護中重要的一部分，尾繩扭結是造成斷繩事故的主要原因之一，要避免這一事故的發生，設置有效的防扭裝置是管。本文則針對現有尾繩防扭裝置存在的問題入手，對其進行了分析，并從實際出發，設計了一種新型的尾繩防扭裝置，其不僅能有效實現防扭、還能在尾繩發生扭結時及時地停止提升機的運行,以免扭結造成事故擴大，也便于日常維保修，這對柴胡欄子金礦，甚至金屬（非金屬）礦山而言，都有著極高的社會價值和經濟價值。