矿井提升机械安全可靠技术研究

席志华

（山西焦煤集团有限责任公司官地煤矿，山西太原030022）

引言

矿井提升机是煤矿生产中的重要设备之一，和煤矿安全生产息息相关。矿井提升机械安全可靠也是煤矿企业十分重视的问题。随着煤矿数量的增加，采煤规模逐渐扩大，所以对煤矿生产的安全性也在逐渐增高。近些年我国在煤矿生产中经常出现一些安全事故，提升机可能出现制动失效和断绳等情况，所以加强提升机械安全可靠技术的研究十分重要。可以利用先进的计算机技术进行仿真实验，分析事故实例检验故障模型，从而减少事故发生的概率。矿井提升的安全装备能够预防事故发生，避免事故规模扩大，所以矿产企业要加强对矿井提升机械的应用和研究。

1 矿井提升机械安全可靠性分析

矿井提升机械的安全功能比较广泛，在超速、过卷保护等方面都有一定的保护作用。矿井提升机械在使用时，要保证使用环境处于一定的变化范围之内，不管是在露天的矿山上还是存在有害气体的矿井下，矿井提升机械只有在较高安全可靠性的情况中才能将安全功能发挥出来，从而降低作业事故发生的概率[1]。

要想保证矿井提升机械处于比较理想的工作状态，齐全的安全功能和较高的安全可靠性是基本条件。矿井提升机械实现安全功能主要是靠子系统的安全可靠性和生产过程中的安全措施[2]。矿井提升机械的安全可靠度是衡量提升机械安全可靠性的一个重要指标，它是指提升机在规定条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两个参数。

对矿井提升机械进行安全可靠性设计也是保证矿井生产安全的重要方面。首先确定提升机安全可靠性指标，然后确定安全可靠性框图，还有预测提升机械的安全可靠性，最后要合理分配指标。矿井提升机械安全可靠性设计主要包括预计和分配两个方面。预计是指根据经验和记录以及目前的机械技术水平，进行矿井提升机械安全可靠性的预测。分配是指将安全可靠性指标分配到具体的子系统中，保证整体的安全可靠性，可能会有多种分配方法，需要根据实际情况来进行分配方法的选择[3]。

2 矿井提升机械安全可靠技术的应用

1）提升机过卷缓冲装置。此种装置能根据吸能和缓冲元件的种类对塑性形变吸能、弹性缓冲等进行分类。塑性形变吸能是根据吸能元件工作时产生的热量来判断的，由本质型罐道、拉伸钢制杆件等组成。摩擦吸能是吸能元件在相对运动产生摩擦时的能量来判断的。液压阻尼吸能是通过阻尼耗散过卷容器的能量来判断的。弹性缓冲是通过弹性元件转换成的变性能来增大作用时间、减小冲击力峰值。上述元件工作原理的作用都是防止事故扩大，在我国目前的矿井生产中得到广泛应用。

2）提升机防范制动失灵装置。提升机安全回路节点动作后，盘式制动器补偿增压装置才能启动油泵，而且还能够对提升机测速电机的电压进行监测。如果减速制动不是按照预定计划进行，则马上进行补偿制动，与此同时还要接通原制动器的松闸压力油和盘式制动器补偿增压装置的油箱，这样能够在保证制动器和闸能够贴合上，给制动器补偿正压力。补偿制动力的大小一定要控制好，可以通过比较测量减速和设定减速度来控制补偿制动力。补偿制动力大小合适能够保证提升机减速停车，如果过大就会导致提升机打滑，过小又达不到制动的目的。在提升机按照设定的减速值进行减速制动时，不需要实施制动力补偿。提升机防范制动失灵装置包括执行、动力和控制等组成部分。执行部分可由改造后的盘式制动器形成，原制动器中活塞和后盖的部分可以改造成一个压力腔，将其作为一个液压腔，并注入压力油以增加闸瓦和制动盘之间的正压力。动力部分主要包括电机、油泵等。控制部分可以通过手动和自动两种方式来进行工作[4]。提升机防范制动失灵装置起到后备作用，能够防止事故的扩大。此装置在煤矿生产中也得到了广泛使用。

3）提升机摩擦提升滑动监控装置。此装置主要由滑动检测、消除滑动等方面组成。可以通过监测仪在提升机工作中的滑动速度进行监测和判断，监测仪主要是由光电编码器和单片机组成，一旦提升机出现滑动现象，就可以立即报警，并断开安全回路，进行紧急制动。可以通过自动和手动两种方式对此装置进行操作。此装置与上面两种装备一样，也属于后备保护装置。

4）钢丝绳张力自动平衡装置。此种装置利用液压连通装置器原理，使用悬挂器，在提升中自动平衡钢丝绳。此装置不仅可以平衡钢丝绳张力，还可以检测钢丝绳张力不平衡现象，以便及时维修，同时减少各绳之间的不平衡张力。经验表明，钢丝绳张力自动平衡装置能够降低摩擦衬垫的磨损，有效提高钢丝绳的使用周期，防止由张力不平衡导致的事故[5]。

5）副井井口联动闭锁装置。副井操车联动是按照设计好的程序，在规定的闭锁条件下，由井口和井底相关机械设备自动循环动作辅助罐笼进行提升操作。目前，有的副井操车能够使用单片机等技术实现集中控制，使用全液压传动，由液控系统集中控制。

6）提升状态监控装置。目前我国大部分的提升状态监控装置都是针对后备保护功能而研制的，装置中的信号大多取自原有的电控系统和节点，发生事故的风险较高。矿井提升状态监控装置能够实现装置的性能检测，还能够在线监测制动压力、制动缸工作阻力等状态，并且还具有后备保护功能。矿井提升状态监护装置能够实时跟踪显示矿井提升设备的运行参数、存储运行数据，为科学合理的操作提供可参考的数据库[6]。使用此装置能够缩短机械检修时间，提高生产效率。

7）定重载装置。此种装置有压磁式、液压式等多种形式，能够防止箕斗超载。目前一部分定重载装置使用主受力元件和测量仪、传感器相分离的结构。主受力元件能够满足定量斗承力要求，保证测量传感器的工作精度和测量精度。

3 矿井提升机械的安全管理

一是要保证提升机房的安全可靠性，杜绝火灾等事故的发生，要有齐全的消防装置。二是要由专人管理提升机房，对提升机房内的设备进行定期检查。三是提高人员的专业素质，一旦发生紧急情况能够及时采取抢救措施。

4 结语

通过分析可以知道，提升机械的安全可靠性对采矿工作的重要性，我们应重视提升机械安全可靠技术的研究和应用，最大程度地减少事故发生的概率，进一步提高矿井生产的安全可靠性。

[1]韩军伟.矿井提升机械安全可靠技术应用探讨[J].科技创新与应用，2015（22）：149.

[2]余洪伟，杨锦涛，周建，等.矿井提升机制动系统安全可靠性分析[J].煤矿机械，2015，36（7）：140-142.

[3]朱丽娟，张堪牢.矿用无轨设备的安全可靠性分析[J].中国科技纵横，2013（11）：109.

[4]王俊.煤矿矿井局部的通风安全技术分析[J].机械管理开发，2015，30（4）：102-103.

[5]李高峰.煤矿井下机电安全供电技术管理[J].机械研究与应用,2016，29（5）：169-170.

[6]范斌.煤矿井下机电安全技术管理[J].机械管理开发，2015，30（4）：104-105.