第九章 煤矿提升机新设备与新发展

7）副井罐笼的操车及锁罐设备发展方向
• 副井锁罐设备应推广和完善自适应稳罐摇台装置，可以避免 SIEMAGE 公司罐笼锁紧 装置的反向开车和卡罐事故，能通过初始托罐力，缓冲钢丝绳变形拉力、方便承接罐笼准 确对位。当罐笼高速下落时，罐笼可以使托爪向下翻转，避免卡罐事故。副井轨道运输的 操车应大力推广销齿操车装置，优化系统配置。副井无轨运输系统应大力推广无轨重型胶 轮平板车及无需吊装的换装技术，减少生产环节，节省罐笼尺寸。
第九章 煤矿提升机新设备与新发展
概述
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国内外矿井提升机的现状及新型内装电机式提升机、布莱尔 提升机、应急救援提升机和带辅助拖动装置的提升机技术; 介绍 了液压制动系统的现状及恒力矩、恒减速、多通道液压制动系统 的特点; 祥述了副井轨道运输操车设备、无轨运输锁罐装置、罐 笼锁紧装置及摆动平台、自适应稳罐摇台、重型无轨平板车运输 设备、支架拖车无轨运输设备，HGJ － M、 HGF － M 型缓冲 装置、HGJ － D、HGF － D 型缓冲装置的特点。最后指出了国 外、国内钢丝绳无损检测技术的发展与现状及提升机、液压站等 的发展方向。
1、国内外矿井提升设备
• • 目前生产大型摩擦轮提升机的国外制造厂主要为SIEMAG、ABB、INCO 公司，国内主 要为中信重型机械公司、上海冶金矿山机械厂、锦州矿山机器( 集团) 有限公司。 国内提升机是根据国家标准 GB / T 20961 《单绳缠绕式矿井提升机》和 GB / T 10599 《多绳摩擦式矿井提升机》制造，标准中规定的塔式摩擦轮提升机最大规格为 JKM5 × 6， 落地式摩擦轮提升机的最大规格为 JKM6 × 4，塔式提升没有 8 绳提升机，落地式提升没 有 2 绳和 6 绳提升机，拖动方式只有直连或减速器，而国际上 SIEMAG、ABB 和 INCO公 司早已生产过 8 绳摩擦轮提升机，直连悬挂电动机、最大电动机功率 11000kW。SIEMAG 和 SIEMENS 公司合作生产机电一体化设备———内装电机式摩擦轮提升机，最大电动机 功率 9000kW。
• 3) 应急救援提升机。西马格公司生产的应急救援提升机在提升机主传动装置故障或矿井停 电的情况下，通过应急救援提升机将罐笼内的人员运送到地面，满足应急提升任务，保证 了提升系统的安全。 • 4) 带辅助拖动装置的提升机。ABB 公司生产的带辅助拖动装置的提升机，在提升机主传动 装置故障或矿井停电的情况下，通过辅助拖动装置将井筒内的重载箕斗或罐笼内的设备、 人员慢速提升到井口，满足应急提升任务，保证了提升系统的安全。 • 显然，为适应矿井建设的需要，矿井提升机应向大型化、现代化、多样化和深井提升 等方向发展。
• 对于特大型和特重型的液压支架和采煤机等大型设备，为保证其进出罐笼的安全、可 靠性，防止罐笼内重型设备在井底进出时，钢丝绳过大的弹性变形，引起罐笼的上下起伏 造成翻车等事故，在黄玉川副立井设计中首次采用了德国 SIEMAGE 公司的罐笼锁紧装置 及摆动平台。其缺点是在大件设备装卸载时需反向开车，在传感器故障时，易发生卡罐事 故。
1）国内钢丝绳无损检测技术的发展与现状
• 20 世纪 60 年代初我国才开始钢丝绳无损检测技术的研究。国内自行开发研制的钢丝绳探伤仪一 般是检测单一因素( 断丝) 的装置。80 年代末矿冶机电研究所研制成功了，GXT 型断丝在线检测装置， 该仪器采用动态感应线圈进行在线检测，主要用于检测局部损伤网。1986 年抚顺煤矿分院从英国引 进 LMA － 250 型钢丝绳探伤仪，并与哈尔滨工业大学合作采用单片机系统研制成功 GST 型钢丝绳 探伤仪，华中理工大学研制的 MTC 系列钢丝绳无损探伤装置。国内钢丝绳无损检测装置大多采用剩 磁和弱磁技术原理，漏磁感应强度会随着远离钢丝绳表面而以指数函数衰减。国内许多矿井购买了基 于弱磁原理的无损检测设备，由于检测的准确性差，大多被废置，没有发挥应有效果。国内架空索道 行业十几年来一直采用俄罗斯 INTＲOS 无损检测装置维护和报废钢丝绳。近年来洛阳百克特公司效 仿架空索道行业，引进了俄罗斯 INTＲOS 磁性钢索测试仪，应用与矿井提升钢丝绳的无损检测，它 是基于强磁原理工作，具有较好的重复性，为多个矿井更换和报废钢丝绳提出了指导意见。无损检测 技术的关键是重复性和准确性，为矿井维护和报废钢丝绳提出指导性建议，这是未来钢丝绳无损检测 技术的发展和推广的方向。
6、钢丝绳无损检测技术
• 矿井提升的主要承载元件是提升钢丝绳，提升钢丝绳受力极其复杂，在工作过程中会 承受拉伸、扭转、弯曲应力及各种动载荷和冲击载荷等，同时还要承受长时间的疲劳、磨 损或腐蚀等对提升钢丝绳的损坏。随着井深增加，扭转应力逐步增加，有些矿井的钢丝绳 寿命只有 3 个月。根据钢丝绳损伤的性质和特征，可将钢丝绳的损伤分为:局部缺陷型 和截 面积损耗型 。LF型损伤是指在钢丝绳局部产生的损伤，主要包括内外部断丝、锈蚀、局部 变形等，特点是钢丝绳的金属截面积突然减小。LMA 型损伤是指钢丝绳在轴向较长的范围 内有效金属截面积的缓慢减少，主要包括磨损、长距离锈蚀、绳径缩小等，特点是钢丝绳 的金属截面积在较长范围内普遍减小。使用中的提升钢丝绳一旦发生断绳事故，往往造成 人员伤亡和经济损失。
5）重型无轨平板车运输设备
• 重型无轨运输设备包括重型胶轮平板车，快速连接器，车辆导向装置和多功能车等。 运输重型胶轮平板车可以整体运送液压支架; 结构型式为胶轮平板拖车，车体前部为胶轮、 后部为平面支墩，行走时靠动力车的上举力，支墩抬起，承载重量; 与快速连接器连接方式 为 “方锥形窝 +卡爪”。车辆导向装置为胶轮平板车导向用，其结构型式为梭形、两侧立 辊组合; 罐内底板及罐外地坪各一个。进罐液压支架姿态调整，支架在平板车上定位，罐笼、 平板车、支架三者中心重合设计及定位计算，保证提升稳定性。该设备是北京龙懋宸机电 设备有限责任公司、中煤科工集团北京华宇工程有限责任公司、神华亿利能源有限责任公 司黄玉川煤矿的专利产品。
6）支架拖车无轨运输设备
• 支架拖车无轨运输设备是通过斗式支架拖车的液压浮动底板落地，车载绞车将支架拉 入斗式拖车底板升起锁定;非防爆叉车或防爆多功能车等牵引设备将装有支架的斗式拖车运 送到罐笼内; 调整支架重心和姿态，并进行快速固定，牵引设备与斗式拖车脱钩分离; 罐笼 到井下，多功能牵引车与斗式拖车快速连接并拉出罐笼，直接运输到工作面; 使用斗式支架 拖车的车载推卸油缸卸载支架，空车返回。其缺点是斗式支架拖车质量大、尺寸大，需要 特大型罐笼和大型提升设备。
2）液压制动系统发展方向
• • 提升机液压制动系统的发展应向高性能的恒减速、多通道、振动冲击限制和智能化等 高可靠性方向发展。 恒减速制动系统可以减小紧急制动减速度，从而大大减小系统的动力冲击。目前使用 的恒减速液压制动系统，在制动失效后一般转入恒力矩制动，这样提升系统防滑安全计算 仍按恒力矩系统设计，若采用恒减速制动失效后自动转入恒减速制动的系统，则可优化提 升系统。
4）自适应稳罐摇台
• 矿大三森等公司生产的自适应稳罐摇台，是利用液压缓冲来吸收罐笼落罐时的动能，通过 液压站控制液压装置的伸缩，使托爪翻转来实现罐笼的双层装车，并结合稳罐结构使罐笼 更平稳的和外道搭接，更好的实现装车和卸车功能。当罐笼以爬行速度正常落罐时，由于 该装置有一定初始托罐力，从而缓冲承接罐笼并使罐内、外道准确对位，装卸车顺利通畅。 当罐笼高速下落时，罐笼可以使托爪向下翻转，这样就避免了蹾罐事故的发生。罐笼发生 过放后，该装置的托爪能自动复位，不需任何处理即可恢复提升。
4、副井罐笼的操车及锁罐设备
• 1）轨道运输操车设备 • 副立井作业内容多，环节多，操车设备直接影响矿井的生产能力。为了提高其机械化、 自动化程度，提高作业效率，缩短提升容器在井口停留的时间，需要合理选择操车设备。 副井轨道运输的操车设备经过了一次次的演变，作为衡量操车设备性能优劣的标志产品， 装罐推车机经历了绳式推车机、直线电机推车机、电动链式推车机、销齿操车装置等发展 变化，前两者已渐遭淘汰，目前占据主导地位的是后两者。
5、提升容器的安全保护装置
• 1）HGJ － M、HGF － M 型缓冲装置 • 利用摩擦做功来吸收过卷( 过放) 容器的动能，采用 4 台缓冲器分别安装于提升容器两 侧的罐道梁上。4 台缓冲器上缠有钢丝绳，钢丝绳的另一端吊着 2 个缓冲托梁，缓冲托梁 位于容器正常停车位置上方。正常提升时，提升容器碰不到缓冲托梁。过卷时提升容器顶 部碰到缓冲托梁，带着缓冲托梁向上运动。缓冲托梁通过 4 根钢丝绳拉着 4 台缓冲器的卷 筒转动，缓冲器给出一定的制动阻力，通过缓冲绳、缓冲托梁作用于提升容器，迫使提升 容器停住。存在的主要问题是过卷缓冲装置长时间不使用，当提升容器过卷时其摩擦片早 已锈死，起不到安全防护作用，国内许多安装了该防护装置的矿井，已陆续更换为钢带式 过卷缓冲托置。
概述
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矿井提升系统是由矿井提升机、电动机、天轮或导向轮、井架或井塔、提升容 器、钢丝绳、装卸载设备及电气控制设备等提升设施组成的系统。矿井提升是煤炭 生产过程中的重要生产环节，它担负着矿井煤炭，矸石，人员，各种材料和设备的 提升和运送任务。由于矿井提升系统是周期动作式的输送设备，需要频繁地正、反 转和频繁地起动、运行和停车，工作条件苛刻。所以，多年来国内提升系统的各类 安全事故 ( 如断绳、过卷蹾罐、卡罐、溜罐跑车、滑绳) 时有发生。例如，某矿主 井箕斗提升，在提升终了电动机断电后，出现液压站不回油而发生跑车事故，造成 了严重的摔箕斗事故，使提升系统和设备遭受严重损坏，影响矿井生产几个月，直 接经济损失上千万元，间接经济损失几亿元。某矿副井罐笼提升，在提升机检修后 出现坠罐事故，罐笼内十几人全部死亡。提升系统的每次重大事故都是毁灭性的， 损失惨重，有的造成人员伤亡，严重影响矿井安全生产.
2）无轨运输锁罐装置
• 在副井井口、井底置有安全门，以保证人员、胶轮车和大件平板车等的行车安全。对于无 轨运输大型设备进出罐笼的方式: 无轨胶轮车可直接开进罐笼内; 液压支架等大型设备可采 用支架搬运车放入罐笼，或将设备放置在特制的无轨平板车上，用叉车将平板车叉入罐笼。