單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)的改進(jìn)

單繩纏繞式提升機(jī)的松繩保護(hù)在煤礦作業(yè)中的應(yīng)用較廣且時(shí)間長(zhǎng)，一般會(huì)采用接近開(kāi)關(guān)或者行程開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行安全回路動(dòng)作的控制。當(dāng)下行時(shí),提升容器受到阻礙，鋼絲繩弦長(zhǎng)受重力作用在垂直方向上的分力會(huì)超過(guò)懸垂鋼絲繩自身的重力，使得鋼絲繩變得松她而到達(dá)出繩窗口后，松繩保護(hù)系統(tǒng)才能真正起到保護(hù)作用。然而，當(dāng)鋼絲繩弦長(zhǎng)受重力作用在垂直方向上的分力比懸垂鋼絲繩自身的重力小的時(shí)候，提升容器的下行受到阻礙、主提升鋼絲繩變得松馳，安全回路也不會(huì)發(fā)生相應(yīng)動(dòng)作,松繩保護(hù)系統(tǒng)就不會(huì)起到保護(hù)作用，造成松繩過(guò)多而引發(fā)沖擊斷繩卡算斗的安全事故。 。

1.常用松繩保護(hù)系統(tǒng)的概述及其問(wèn)題分析

現(xiàn)階段，煤礦作業(yè)中的纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)系統(tǒng)有很多類(lèi)型，比較常用的是,由算斗卸載與深度指示器對(duì)比相對(duì)位置來(lái)控制的松繩信號(hào)、由晶體管線(xiàn)路來(lái)控制的松繩信號(hào)、由感應(yīng)導(dǎo)體來(lái)控制的松繩信號(hào)以及由限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)控制的松繩信號(hào)。即使在日常的絞車(chē)保護(hù)試驗(yàn)中，以上松繩保護(hù)裝置都可以正常運(yùn)行，然而在具體操作過(guò)程中纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行的情況也時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致包括卡箕斗在內(nèi)的一系列隱性安全問(wèn)題的出現(xiàn)。究其原因，主要有三個(gè)方面。第一,纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)檢測(cè)方法比較局限，大部分試驗(yàn)人員使用的是人為知接的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)保護(hù)，只有少部分試驗(yàn)人員會(huì)根據(jù)松繩的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)保護(hù)第二,繞式提升系統(tǒng)本身就存在著一定缺陷由于不同的井筒卸載位置，有時(shí)會(huì)使得松繩松馳到井筒中，而提升機(jī)滾筒側(cè)面的鋼絲繩卻沒(méi)有出現(xiàn)松繩現(xiàn)象，使得松繩保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮作用第三,大部分松繩保護(hù)系統(tǒng)會(huì)延時(shí) 2~38后，才會(huì)將安全回路斷開(kāi)，鋼絲繩長(zhǎng)期跳動(dòng)會(huì)導(dǎo)致松繩檢測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有足夠的工作強(qiáng)度，容易在鋼絲繩的沖擊下被撞壞,從而使得松繩保護(hù)裝置無(wú)法發(fā)揮保護(hù)作用。

2.現(xiàn)有松繩保護(hù)裝置的有效保護(hù)范圍分析

在忽略纏繞在天輪上繩子的長(zhǎng)度、天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力以及提升繩的運(yùn)動(dòng)慣性等前提下，對(duì)松繩狀態(tài)下作用于提升繩在弦長(zhǎng)段的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行分析，各作用力如圖1所示。弦長(zhǎng)段提升繩的彎曲下垂條件如下。長(zhǎng)度。

由式(2)能夠看出,當(dāng)下放提升容器至與天輪的高度距離時(shí),如果出現(xiàn)松繩保護(hù)事故,處于弦長(zhǎng)段的提升繩將不可以彎曲下垂，現(xiàn)有不同類(lèi)型的松繩保護(hù)都會(huì)失去其自身功能,并且井筒的深度越大,松繩保護(hù)的失效范圍也會(huì)越廣。松繩保護(hù)的有效范圍h的大小,由提升系統(tǒng)所能提升的相對(duì)位置決定。按照設(shè)計(jì)規(guī)范，一般不能超過(guò)60m的范圍應(yīng)該在3050°之間。

3.單繩纏繞式提升機(jī)松繩保護(hù)的改進(jìn)方案

1)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置松繩檢測(cè)裝置方案。要想較早利用松繩檢測(cè)裝置檢測(cè)出發(fā)生在鋼絲繩上的異常震動(dòng)現(xiàn)象，就要通過(guò)松繩保護(hù)檢測(cè)箕斗在坡上的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)下的坡頭固定輪中段以及游動(dòng)輪中，鋼絲繩的左右游動(dòng)距離與震動(dòng)情況的觀測(cè)來(lái)確定松繩保護(hù)裝置是否能夠安全運(yùn)行。一般情況下,作用于牽引箕斗的鋼絲繩在加速區(qū)與爬行區(qū)的震動(dòng)幅度應(yīng)在300mm左右而完成加速后穩(wěn)定運(yùn)行中的鋼絲繩，其振動(dòng)幅度應(yīng)在60~70mm之間。依據(jù)不同區(qū)段內(nèi)鋼絲繩振動(dòng)幅度的規(guī)律,結(jié)合在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中托輥在輸送帶中的功能，以及鋼絲繩在松繩檢測(cè)位置左右擺動(dòng)的幅度，將剛性托銀設(shè)計(jì)制作出來(lái),這種裝置可以承受很強(qiáng)的負(fù)荷，可以承載起在加速區(qū)與爬行區(qū)中箕斗運(yùn)行狀態(tài)下，鋼絲繩產(chǎn)生的大幅震動(dòng)的打擊力。與此同時(shí),該裝置還具有檢測(cè)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)信息以及檢測(cè)松繩保護(hù)信息兩種非常重要的功能。

2)系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)對(duì)松繩保護(hù)信息的接收處理按照在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中鋼絲繩的運(yùn)行規(guī)律，可以將松繩保護(hù)信息根據(jù)其不同的運(yùn)行區(qū)段劃分為三種運(yùn)行狀況進(jìn)行處理。一是進(jìn)出卸載倉(cāng)時(shí),箕斗運(yùn)行的3m區(qū)段在這個(gè)區(qū)段卸載煤的過(guò)程中載煤給了箕斗一個(gè)反向的沖擊力，在這個(gè)沖擊力的作用下會(huì)造成鋼絲繩大幅度的彈動(dòng)，松繩保護(hù)的延遲運(yùn)動(dòng)時(shí)間在這個(gè)區(qū)段中被設(shè)定為3s,即松繩保護(hù)系統(tǒng)被檢測(cè)到持續(xù)3s后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行安全制動(dòng)的操作。二是加速區(qū)運(yùn)行階段，由于有級(jí)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻調(diào)速方式為系統(tǒng)的調(diào)速方式，隨著電阻大小的切換,拖動(dòng)力矩會(huì)產(chǎn)生階躍式的變化,在作用力突變的情況下，此區(qū)段內(nèi)的鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)較大幅度的震動(dòng)，松繩保護(hù)裝置會(huì)被鋼絲繩頻繁的觸及，從而使松繩保護(hù)裝置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但是鋼絲繩由于震動(dòng)而解除松繩保護(hù)裝置托的持續(xù)時(shí)間較短，一般而言不會(huì)超過(guò)0.3在這個(gè)區(qū)段內(nèi)，當(dāng)鋼絲繩解除松繩保護(hù)檢測(cè)托輯的持續(xù)時(shí)間超過(guò)0.5s，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)定松繩保護(hù)裝置出了故障,并開(kāi)啟緊急制動(dòng)。三是等速運(yùn)行區(qū)段,這個(gè)區(qū)段內(nèi)處理松繩信息的設(shè)計(jì)程序?yàn)樗矂?dòng),也就是說(shuō)，當(dāng)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)至100°左右或者鋼絲繩觸及到托銀時(shí)系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)檢測(cè)到這種運(yùn)行狀態(tài)，并且立即切斷拖動(dòng)電源,使貼閘狀態(tài)在4s之內(nèi)由線(xiàn)性變化狀態(tài)轉(zhuǎn)為完全制動(dòng)狀態(tài)。以此來(lái)使正在運(yùn)行的容器可以緩慢停止,彌補(bǔ)在二級(jí)制動(dòng)的過(guò)程中,由于制動(dòng)力矩的突變而造成的沖擊缺陷，從而實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)停車(chē)的操作要求。在一段時(shí)間的觀察之后,將正常運(yùn)行狀態(tài)下鋼絲繩與松繩保護(hù)檢測(cè)托輯之間的距離調(diào)整到80~90mm之間以此來(lái)確保在上坡運(yùn)行中斗進(jìn)行等速運(yùn)行時(shí),鋼絲繩只產(chǎn)生小幅度的震動(dòng)，而不會(huì)觸及到松繩保護(hù)裝置。然而,在箕斗異常運(yùn)行時(shí),尤其是箕斗發(fā)生掉軌故障的時(shí)候，可以保證鋼絲繩能夠及時(shí)觸及到松繩托輥,使其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在故障早期可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并將其制止的目的。

4.結(jié)語(yǔ)

新型的松繩保護(hù)裝置從繩搓動(dòng)托輥或者繩與托銀接觸兩個(gè)方面來(lái)完成對(duì)松繩故障的檢測(cè)保護(hù)工作,并通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)程序的操控,大幅增加了對(duì)等速區(qū)松繩故障檢測(cè)工作的靈敏度。與此同時(shí),在不同運(yùn)行區(qū)段的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況,達(dá)到對(duì)松繩信息獲取工作的優(yōu)化處理。運(yùn)行在坡上的箕斗只要出現(xiàn)異常的運(yùn)行狀態(tài)，其鋼絲繩的動(dòng)態(tài)張力與其運(yùn)行阻力就會(huì)發(fā)生沒(méi)有規(guī)則的變化，增大了鋼絲繩震動(dòng)的幅度。檢測(cè)人員可以及早地發(fā)現(xiàn)鋼絲繩出現(xiàn)異常震動(dòng)的現(xiàn)象，間接地完成對(duì)坡上運(yùn)行箕斗狀態(tài)是否正常作出實(shí)時(shí)安全制動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)措施將異常狀況控制在初發(fā)階段,防止安全事故的發(fā)生！

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