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浅述矿山运输提升系统的安全使用 | 2010-5-10 17:53:00
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地下矿山生产过程中，矿石或废石从采掘（剥）作业面运送到矿仓、选厂或废石场，各种设备、器材运送到作业地点以及作业人员上下班，都离不开运输和提升工作。运输提升是矿山开发中不可缺少的重要环节，对矿山的安全与生产至关重要。（1）提升系统 矿井提升系统就是通过地面井口，井筒和井底的设备、装置进行矿石、人员等上下提升运输工作的系统。所需设备和装置包括提升机、井架、天轮、钢丝绳、连接装置、提升容器、井筒导向装置、井口和井底的承接装置、阻车器、安全闸以及信号装置等。
根据主要设备、装置、用途及工作方式的不同特点，矿井提升系统可分为多绳摩擦轮提升系统、单绳缠绕式提升系统（简称罐笼提升）、斜井（斜坡）串车提升系统等。小型矿山的竖井基本上都使用罐笼提升（建井除外）。一般井筒断面大，提升量多而提升水平（中段）又少的矿井采用双罐笼提升；井筒断面较小，提升水平多的矿井采用单罐笼带平衡锤提升；井筒断面小，提升量少的矿井采用单罐笼提升。
（2）提升容器 提升容器供装运货载、人员、材料和设备之用。竖井常用的提升容器有罐笼、箕斗、吊桶三种。罐笼可用于提升矿石、废石、人员、材料和设备，故既可用于主井提升，也可用于副井提升，是小型矿山广泛采用的提升容器。箕斗只能用来提升矿石和废石，并且要配备装卸载装置，故仅用于提升量较大的主井。而吊桶一般仅用于竖井开凿和井筒延深。
矿山广泛使用的是单层罐笼，它由罐体、连接装置、导向装置等主要部分组成。
吊桶是竖井开凿和延深时使用的提升容器。吊桶依照构造可分为自动翻转式、底开式与非翻转式。后者可供升降人员、提运物料，在矿山中广泛使用。吊桶与钢丝绳之间必须采用不能自行脱落的连接装置。
（3）防坠器 防坠器是在提升容器因钢丝绳、连接装置等断裂发生意外事故时，能使提升容器立即卡在罐道上而不坠落的装置，主要由开动机构、传动机构、抓捕机构三个部分组成。
根据使用的罐道或支承元件的不同，防坠器主要有木罐道防坠器、金属罐道防坠器、钢丝绳制动防坠器三种类型。
防坠器能否正常工作，除了结构的合理性外，对它的检查、维修和实验工作也是非常重要的，否则不能起到保护作用。
对防坠器要求每日进行一次检查，检查零部件是否完好无损，机构动作是否灵活。每月应进行一次月检查维修。对损坏零件进行更换；活动部位进行清洗和注油；测定有关部位间隙和磨损情况、并调节到允许范围之内。零部件磨损严重，强度降低20%以上的则必须更换。特别要注意制动绳上部的固定连接情况。如固定件锈蚀严重，则应及时处理。
使用中的防坠器每半年应进行一次不脱钩试验，每年应进行一次脱钩试验。对新安装或大修后的防坠器必须进行脱钩试验，合格后方可使用。
（4）井口安全设施 为保证提升作业的安全，防止发生人身或设备事故，在罐笼提升系统中井口必须装设必要的安全设施。
●井口安全门
在地面及各中段井口必须装设安全门，以防止人员进人危险区域或者运输设备冲入井筒，发生人员或设备坠井事故。安全门应开启灵活，具有可靠的防护作用，其操作方式有手动、罐笼带动、气动、电动等多种。安全门只允许在上下罐作业时打开，其他时间都处于关闭状态。
●井口阻车器
为了预防矿车落入井筒，在罐笼提升的井口车场进车侧，必须装设阻车器，并要保持其动作灵活、可靠。阻车器的操作方式有手动、气动、液压以及利用罐笼升降、矿车运行等为动力来进行传动的方式。按其结构有阻车轮、阻车轴等类型，阻车轮类是最常用的。各种阻车器通常均装有弹簧缓冲装置，以吸收矿车的撞击能量。为使矿车不致倾覆或掉道，矿车驶近阻车器的速度不能太快。
●承接装置
在罐笼提升的各井口，为了便于矿车出人罐笼，使用罐笼承接装置。承接装置可分为承接梁、托台（罐座）、摇台三种形式。无论使用摇台或托台，都应与提升机或提升信号闭锁，以免发生冲撞事故。
（5）钢丝绳 矿井提升钢丝绳是连接提升容器和提升机，传递动力的重要部件。但钢丝绳又最容易损坏，是提升安全最薄弱的环节，应特别重视。
●钢丝绳的结构和分类
提升钢丝绳是由一定数量的钢丝捻成绳股，再由若干绳股（一般为6股）沿着一个含油的纤维绳芯捻制而成。钢丝的材质为优质碳素结构钢，绳芯是用苎麻、线麻等捻制而成，其作用是储存绳油，减少工作时钢丝之间的磨损，防止生锈，增加钢丝绳的柔性，起弹性垫层作用，并减少绳股的变形。
钢丝绳按其钢丝的直径不同分为等直径钢丝和不等直径钢丝；按其绳股断面形状不同，可分为圆形股和异型股。小型矿山常用的是等直径钢丝圆形股的钢丝绳，即6股7丝（6×7）和6股19丝（6×19）两种。6×7钢丝绳的钢丝粗，因而耐磨，但较硬，适用于斜井提升、架空索道运输等。6×19钢丝绳的钢丝细，因而柔软，但易磨损，适用于竖井提升以及斜巷小绞车的辅助提升等。
●钢丝绳的使用与维护
除用于倾角30以下的斜井提升物料的钢丝绳外，其他提升钢丝绳和平衡钢丝绳，使用前应进行试验，经过试验的钢丝绳，贮存期不得超过六个月。
对提升钢丝绳（用于摩擦轮式提升机的除外）的试验，升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳自悬挂时起，每隔六个月试验一次；有腐蚀气体的矿山，三个月试验一次。升降物料用的钢丝绳自悬挂时起，第一次试验的间隔时间为一年，以后每隔六个月试验一次。悬挂吊盘用的钢丝绳自悬挂时起，每隔一年试验一次。
钢丝绳应满足安全规程规定的卷筒直径与钢丝绳直径的比值要求，以控制其弯曲疲劳应力。
钢丝绳在卷筒上排列要整齐，运行时要保持平稳，不跳动，不咬绳。对钢丝绳应定期进行斩头，同时也要适时调头，增加钢丝绳的使用寿命。
在使用过程中应注意润滑，应定期对钢丝绳涂油。润滑钢丝绳用油要求粘稠性能好，振动、淋水甩冲不掉，最好采用专用的钢丝绳油。
●钢丝绳的检查 新钢丝绳到货后应检查有否厂家合格证书、验收证书等资料，有无锈蚀和损伤，不符合要求的不准使用。升降人员的钢丝绳要按安全规程的规定进行试验。
对提升钢丝绳应每日检查一次，每周进行一次详细检查，每月进行一次全面检查。检查时，采用慢速运行对钢丝绳进行外观检查，同时可用手将棉纱围在钢丝绳上，如有断丝，其断丝头就会把棉纱挂住。要特别注意检查绳头端和容易磨损段，还要注意不得有漏检。
钢丝绳在遭受卡罐或突然停罐猛烈拉伸时，应立即停车检查；如发现钢丝绳受到损伤，或钢丝绳延长0.5%或直径缩小10%，均须更换。
钢丝绳的检查工作要由专人负责，并要作好检查记录。
（6）提升机 提升机又称绞车或卷扬机，是矿井提升的主要设备，它的安全可靠运行是矿井提升安全的重要保证。
●提升机类型和提升原理
提升机按照卷筒的特点可分为单绳缠绕式和多绳摩擦式两大类。缠绕式提升机又分为单卷筒和双卷筒两种。双卷筒提升机，每个卷筒上固定一根钢丝绳，两根钢丝绳按相反方向缠绕于卷筒。因此卷筒往同一方向旋转时，两绳一缠一放，使两个绳端的容器上下运动。
缠绕式提升机按其卷筒直径的不同可分为大型与小型两类。一般卷筒直径在2m以上（包括2m）的称为矿井提升机或大绞车、大卷扬机。卷筒直径在2m以下的称为小型提升机或小绞车、小卷扬机。
多绳磨擦提升机的工作原理与单绳缠绕提升机显著不同，它的钢丝绳不是缠绕在卷筒上，而是搭在主导轮上，钢丝绳（4根或6根）两端各挂一个提升容器（或一端悬挂容器，另一端悬挂平衡锤），借助于主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的磨擦力来拖动钢丝绳，使容器移动，从而完成提升和下放重物的任务。多绳摩擦式提升机具有体积小、重量轻、提升能力大、安全性能好等优点，适用于深井提升。
●安全装置及安全要求 ①卷筒。钢丝绳在卷筒上缠绕后，会对卷筒产生缠绕应力，缠绕应力过大会造成筒壳变形损坏。为了使筒壳应力分布均匀，在筒壳外面装设衬木，并在上面刻有绳槽，以使钢丝绳排列整齐。
②制动装置。安全制动要求在紧急情况下能自动可靠地进行制动，因此必须借助电磁铁的失点，使机构动作，靠重力或弹簧力实行制动，同时要切断电机的电源，使提升机安全停车。
③过卷保护装置。过卷保护装置是将串联在保护回路内的过卷保护开关（行程开关）安装在井架和深度指示器上，当提升容器超过正常终端停止位置0.5m时，使过卷开关触点断开，保护回路线圈失电，即将电动机和安全制动电磁铁的电源切断，安全制动器发生作用而制动。
安装在井架上的过卷开关要防止因提升容器的碰撞而损坏，可采用重锤式等间接碰撞的结构型式，避免直接碰撞。
④限速保护装置。限速保护装置起两个作用，一是防止提升机超速；二是限制提升容器到进井口时的速度，以防因速度太快使制动减距离过大造成的事故。为此，安全规程要求限速保护装置：当提升速度超过正常最大速度的15%时，使提升机自动停止运转，实现安全制动；当最大提升速度超过4m/s时，能保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m/s。
限速保护装置一般可分为机械式和电磁式两种，机械式除少数老设备外己很少使用。电磁式限速装置主要由测速发电机和控制电器组成，当实际速度超过给定速度时装置就动作，从而实现限速保护。小型提升机因提升速度不高，结构较简单，一般都不配限速保护装置。
⑤紧急脚踏开关。为了能在提升机的工作闸或主令控制器失灵等紧急情况下，司机能够迅速地切断电源，实现紧急制动，防止事故发生，在司机台前装设紧急脚踏开关，只要司机一踩，就能切断电源，制动停车。
提升机除了上述安全保护装置外，还有过电流、欠电压、松绳、闸瓦磨损等保护装置以及许多电气闭锁装置。一般来说提升能力大，速度高的大型提升机，其安全保护装置较齐全，要求较高。小型提升机的安全保护装置相对较简单，但对于已有的安全保护装置一定要使用好，并要尽可能提高安全保护性能。
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