斜井提升装置过卷距离和过卷保护开关安装位置的探讨

李毕，刘雪

(中国华能公司 华亭煤业集团设计研究院，甘肃 平凉 744100)

0 引言

根据《煤矿安全规程》第三百八十四条规定：新建、扩建矿井严禁采用普通轨斜井人车运输。生产矿井在用的普通轨斜井人车运输，必须遵守6条规定。普通轨斜井人车运输中存在掉道、翻车、跑车、过卷、制动冲击大等隐患，可能造成群伤事故。因此，国家安全监管总局发布的安监总科技(2016)137号文件中规定：普通轨叉爪式人车3年(2019年底)禁止使用，普通轨抱轨式人车5年(2021年底)禁止使用[1-3]。

在研究煤矿普通轨斜井(巷)人车替代方案(审修)过程中，重点对斜井提升装置过卷距离和过卷保护开关安装位置进行了较为深入的探讨[4]，即斜井提升装置过卷距离和过卷保护开关安装位置计算方法及影响因素。

1 研究目的

当斜井提升装置在提升过程中，因操作人员忘记停止提升装置或超速等原因，使得提升容器升至井口而未停车，并越过正常停车位置继续向上提升而发生的事故叫过卷事故。这类事故往往会造成很严重的后果，比如将井架拉倒或将钢丝绳拉断造成提升容器坠毁、人员伤亡事故等。因此，研究了斜井上端的过卷距离计算方法和过卷开关的安装位置确定方法及影响因素，可通过科学、精确的计算，坚决杜绝过卷事故，避免安全事故发生，也为矿井提升运输工作提供技术支撑和保障。

2 斜井提升装置过卷距离的确定方法

《煤矿安全规程》[5]第三百八十八条之(三)规定：井巷上端的过卷距离，应当根据巷道倾角、设计载荷、最大提升速度和实际制动力等参数计算确定，并有1.5倍的备用系数。斜井串车提升过程中，过卷距离Lg由以下几部分组成(Lg=L1+L2+L3+L4)：

1)L1为串车停车最高停车点与防止过卷电气保护装置间的距离。《煤矿安全规程》第四百二十三条之(一)规定：当提升容器超过正常终端停止位置或者出车平台0.5 m时，必须能自动断电，且使制动器实施安全制动。由此L1取0.5 m。

2)L2为按照提升装置“全速”过卷考虑，在安全制动的空行程时间内串车组运行的距离。《煤矿安全规程》第四百二十六条之(一)规定了制动闸空动时间：盘式制动装置不得超过0.3 s，径向制动装置不得超过0.5 s。忽略该时间里的速度变化因素，则L2可取0.3Vmax。

3)L3为制动后串车自由滑行的距离，即：

(1)

式中:φ为井口栈桥的倾角，一般在6°～10°之间；ac为串车自然减速度，ac=g(sinφ+μcosφ)；μ为摩擦因数。

4)L4为富余距离，一般取1～2 m。

由此，过卷距离：

(2)

由式(2)可知，斜井过卷距离Lg与提升装置最大提升速度Vmax成正比，与栈桥倾角φ成反比。

3 过卷保护开关安装位置的确定方法

《煤矿安全规程》第四百二十三条明确要求提升容器超过正常终端停止位置或者出车平台0.5 m时，必须能自动断电，使制动器实施安全制动。该要求是能自动断电的位置，而不是开始触碰过卷开关的位置，否则将使自动断电的距离加大，从而增大了保险闸发生作用时提升容器的运行速度，影响制动效果。由此可得:

(3)

V1=act+V

(4)

(5)

式中：Vmax为提升装置最大提升速度，m/s；V为串车提升至过卷开关安装位置的速度，m/s；V1为串车提升至0.5 m位置的速度，m/s；φ为井口栈桥的倾角，一般在6°～10°之间；ac为串车自然减速度，ac=g(sinφ±μcosφ)，上提时为+，下放时为-;μ为摩擦因数；t为过卷保护装置断电空动时间，s。

将式(3)、式(4)带入式(5)可得：

(6)

由式(6)可知,串车停车最高停车点与过卷开关安装位置距离Lg与提升装置最大提升速度Vmax、栈桥倾角φ成反比。

4 结论

斜井提升装置在提升过程中，当过正常停车位置而继续提升时便发生过卷事故，严重时造成人员伤亡事故等。本文深入探讨了斜井上端的过卷距离计算方法和过卷开关的安装位置确定方法及影响因素，从而保证斜井提升装置的安全生产。