多绳摩擦式提升机安全性能分析

[摘 要]随着矿井不断延伸和日益大型化的发展，多绳摩擦式提升机以其提升能力大，提升高度大，钢丝绳安全系数大，电动机消耗功率低，机器整体尺寸小，造价便宜等显著优点，被越来越多地用于矿井提升中，成为矿井生产中极为重要的一种设备。本文将主要探讨多绳摩擦式提升机的安全性能。

[关键词]多绳摩擦式；提升机；安全性能

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0048-01

多绳摩擦式矿井提升机最主要的特点是摩擦式提升方式对深井提升特别有利，因为井再深、绳再长，钢丝绳不在筒上储存，所以绳长与摩擦轮宽度尺寸无关；第二个特点是用多根钢丝绳代替一根钢丝绳提升，可以用多根小直径的钢丝绳提升大负载，因此可以使摩擦轮直径较小，从而可以使提升机的尺寸、重量大幅度减小[1]。

一、多绳摩擦式提升机的特点

多绳摩擦式提升机是矿井的主要提升设备，担负着矿井的煤炭、矸石、人员、各种材料和设备的提升和运送任务，在我国矿井提升中占有重要地位。目前已经运行的摩擦轮提升机有1700多台。多绳摩擦式提升机的优点如下：

（1）提升容器及载荷由多根钢丝绳共同承担，与单绳缠绕式提升设备相比，提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器尺寸都相应缩小，设备质量较轻，适应于深井和大型设备的提升，能满足矿井日益大型化和向深部延深的发展需求。

（2）由于提升容器是同时悬挂在多根钢丝绳上，这些钢丝绳一般不会同时拉断（拉力过大时会出现钢丝绳打滑现象），故可以不设置防坠器。

（3）多绳摩擦式提升系统一般为平衡提升系统，且主导轮直径较小，系统的惯量和扭矩较小，电动机功率和电耗均较小。

（4）提升钢丝绳的根数一般为偶数，且左右捻向各占一半，可以互相抵消钢丝绳运行中的松捻扭力，减轻了提升容器对罐道的运行阻力，延长了罐道和罐耳的使用寿命。

（5）当采用塔式提升时，摩擦轮提升机安装在井塔上，减少了提升机占地面积。

二、多绳摩擦式提升机的安全问题

多绳摩擦式提升机是一种普遍应用在各种矿山的竖、斜矿井中的提升装置，该提升装置主要用于提升矿物、人员及一些矿用作业的机械装置等。矿井提升机是矿井系统设备的咽喉，因此对于使用要求需要满足良好的可靠性、安全性和经济性能，在矿山生产中具有非常重要的地位。由于矿产资源的非再生性及开采难度的加大，目前我国许多煤矿矿井已经转向中、深部开采。提升机作为矿产资源得以挖掘的重要装备，它的正常工作保障了矿产资源的挖掘工作能够安全高效的运行。相对于其他类型的矿井提升装置，该提升机重量轻、体积小、操作方便、可靠稳定、提升能力大、成本低，适合于深矿井的作业。然而，目前我国矿井提升机的低效率和稳定性不足的缺陷，已经不能满足现代矿山挖掘工作的需要[2]。由于提升设备是非连续运行的，需要经常启动、停车、反向运行，为了使提升机能按实际生产高效运行，就必须使提升机能按实际需要进行准确的减速、停车、快速提升等操作，这就涉及到提升机制动及相关的保护措施[2]。

三、多绳摩擦式提升机安全措施

提升钢丝绳的张力不平衡现象是由于钢丝绳的弹性变形造成的长度偏差所导致。钢丝绳受力不均匀，而且承受载荷较大的钢丝绳的磨损较快、承受载荷大的钢丝绳的绳槽磨损就较大，又造成钢丝绳新的不平衡现象，形成恶性循环。因此，要经常调整各绳间的长度偏差和各绳槽直径的偏差，采用弹性摩擦衬垫和容器张力平衡机构来保证各绳间的张力平衡。一般多采用螺旋液压调绳器，即每根钢丝绳各通过一个调绳液压缸与容器相连，每个液压缸的油腔通过管路相通，各液压缸内的压力相等，使各液压缸内的活塞呈浮游状态，利用液压平衡的原理来调整提升钢丝绳的张力，使其一致。

1.防过卷装置

当提升容器超过正常终端停止位置0.5m时，必须自动断电，并使保险闸发挥作用，否则将造成过卷事故。这就是当提升容器被提升到地而或井口正常停车位置而没有停车，并越过正常停车位置继续强行上提造成的事故。这类事故的严重后果可能是拉坏天轮、拉倒井架、拉断钢兹绳，造成提升容器坠落或跑车、撞坏井筒设施，甚至造成人员伤亡等重大恶性事故。因此提升机必须装有防过卷装置[3]。

2.防过速装置

如果在提升过程中，提升速度超过正常速度，就容易造成提升事故。一方面，超速后由于速度快，提升系统的动量大，其正常停车或事故停车时都变得更为困难，所需要工作制动的力矩和紧急制动力矩都将超过设计值，造成事故的可能性变大。另一方面，超速后可能使提升机处于失控状态，事故就更容易发生，不但可能造成过卷或墩罐等事故，还容易造成提升电动机或电器元件的损坏。因此在提升机运行时，必须安装防过速装置[4]。

3.过负荷和欠电压保护装置

提升电动机超过额定负载力矩时的运行叫过负荷运行。产生过负荷的主要原因是提升容器超载或提升容器受阻。过负荷运行可使电动机电流超过额定电流，导致电动机和电气设备严重受损，使提升钢兹绳受力增大，安全系数降低，易造成电气事故，影响提升安全。因此必须加装过负荷保护装置；提升机的电动机电源电压低于额定电压时的运行叫欠电压运行，由于在欠电压运行时电动机所产生的转距会有较大的下降，随着电动机的转矩减小，电动机的转速也会下降，转差率就会上升，定子电流和转子电流就会上升，电动机的效率和功率因数都会降低，导致电动机发热量增加，严重时损坏电动机或电气设备，导致重大电气事故的发生，因此必须加装欠电压保护装置。

此外，为了能保证提升机在工作闸或主控制器失灵等紧急情况下，司机能够迅速地切断电源，实现紧急制动，防止事故的发生，在司机台前装设紧急脚踏开关。只要司机一踩，就能实现紧急制动，并切断电源。

结论

在矿井生产过程，不仅要求提升设备具有较高的安全可靠性，而且要求具有很好的经济性能。提升设备属大型设备，耗电多、投资大、运营费用高，应结合矿井的实际生产条件，确定最经济、合理的设计方案。

参考文献

[1] 武卫国，刘洪亮.多绳摩擦式提升机绳槽车制经验[J].矿山机械，2014，01：141-142.

[2] 孙慧峰，彭秋红.多绳摩擦式提升机双闭环直流调速系统仿真研究[J].机电工程技术，2014，02：65-68.

[3] 郭超，刘会宝.竖井多绳摩擦轮提升机升级改造与应用[J].江西煤炭科技，2014，01：27-28.

[4] 寇学峰，章俊，李永姣，陈再红.多绳摩擦提升机钢丝绳更换及防滑配重分析计算[J].煤矿机械，2014，01：14-17.