防滑繩溜車保護裝置的研究及應用

隨著現代化礦井產量和開采深度的增加，多繩摩擦式提升以運行平穩、效率高、適應深井等優點被廣泛應用，已成為立井提升的主要形式。但是多繩摩擦式提升在提高效率的同時，也帶來了滑繩、溜車等事故隱患，尤其是很多礦井為了增產增效，不斷延長提升時間、增加提升能力，使提升系統時常在安全臨界狀態下工作，致使滑繩、溜車事故發生概率加大。滑繩、溜車事故一旦發生，輕則撞壞提升設施，影響生產；重則損壞提升系統，甚至造成人員傷亡。滑繩、溜車事故對提升系統產生的影響，以前沒有從系統安全方面對其進行分析研究，僅是在產生此類事故后，分析產生事故的原因，并增加相應的措施，比如對立井提升系統采用的定容裝載，為保證張力差不超限，普遍將定容裝載改為定重裝載，這樣的處理，并未從根本上解決滑繩、溜車問題，僅是注重事故防治來建立從根本上杜絕事故發生的方法。為此，徐州市工大三森科技有限公司研制了防滑繩溜車保護裝置，成功消除了摩擦提升滑繩溜車事故隱患，為摩擦提升安全生產提供了保障。
一、防滑繩溜車保護裝置的組成及工作原理
防滑繩溜車保護裝置主要由檢測系統、控制系統、制動系統3 大部分組成，裝置系統示意圖如圖1 所示。

1—摩擦輪；2—導向輪；3、4、9—傳感器；5、6—制動機械手；7—PLC 控制系統；8—絞車制動閘
圖1 防滑繩溜車保護裝置系統示意圖

檢測系統由位移傳感器與速度傳感器組成，這些傳感器元件按一定要求安裝在導向輪、主摩擦滾筒上，分別獲取速度和位移信號。檢測系統給控制系統提供原始數據，控制系統則根據已測數據，并結合各種判斷條件來給出控制指令。檢測系統除具有檢測功能外，還具有通過原絞車控制回路獲取相應信息的功能。
控制系統的PLC 對輸入信息進行分析、判斷并給出控制指令，制動系統在接受控制指令后，完成具體制動操作。
制動系統由感力機械手、限力裝置、緩沖裝置、同步裝置等組成。控制系統以控制指令為動作信號，實現對滑繩、溜車事故的可靠制動，保證在滑繩或溜車狀態下實現可靠制動。
防滑繩溜車保護裝置以步進電機為動力，以感力機械手為抓繩機構，以限力手為制動力產生源，通過旋轉編碼器來采集信息，再經PLC 判斷是否產生滑繩、溜車狀況。一旦檢測出滑繩、溜車信號，防滑繩溜車保護裝置除給出聲光報警外，執行機構在PLC 控制下使機械手進入工作狀態，并實現智能抓捕動作。
二、實際運行情況
主井為立井六繩摩擦式提升。提升機型號：JKD- 2.8×6，提升機容器型號：JDG- 12/90×6，箕斗自重：130 kN，箕斗載重：120 kN，提升繩：6Δ（30） - 28- 170,6 根×630 mφ28 mm，單位長質量：3.214 kg/m，尾繩：18×9- 41- 140 3 根，單位長質量：6.352 kg/m，制動系統：液壓站型號E138，額定壓力：14 MPa。
該主井安裝防滑繩溜車保護裝置以來，出現過滑繩現象，由于感力機械手抓繩動作靈活、便捷，在3 s 內即完成制動動作，制動力以變力形式施加到提升繩上，以限定力對繩進行抓捕制動，從而實現了提升系統的可靠制動，防止惡性事故的發生。
三、結語
防滑繩溜車保護裝置制動力變力加載，限力制動抓捕，不會對提升鋼絲繩造成損傷，出現滑繩溜車狀況后，除聲光報警外，執行機構可自動或人工進入抓捕狀態，實現智能抓捕制動。該裝置的應用，完善了提升機的后備保護系統，對提高摩擦提升的可靠性，保證煤礦提升安全有著重要意義。

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