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摘 要：防过卷防过放缓冲装置是煤矿立井提升系统的关键设备之一，正确选择防过卷防过放缓冲装置的型式对提升系统的安全运行至关重要。本文介绍了国内防过卷防过放缓冲装置的现状和特点，提出了防过卷防过放缓冲装置的选择原则。
关健词：防过卷防过放缓冲装置；提升系统；摩擦式；钢带式
Abstract: Anti-over-winding and anti-over-put buffer device is one of the lifting system’s key devices in coal mine. It’s turely important to the safety of lifting system to chose the correct type of anti-over-winding and anti-over-put buffer device. This article introduces the application status and characteristics of anti-over-winding and anti-over-put buffer device in China. The selecting principles of anti-over-winding and anti-over-put buffer device is put forward.
Key words: anti-over-winding and anti-over-put buffer device; lifting system; friction type; steel belt type
中图分类号: X752文献标识码： A 文章编號：2095-2104（2012）04-0020-02
1 引言
长期以来，我国煤矿立井提升系统的缓冲装置一直都是使用木质楔形罐道。通过多年的实践，木质楔形罐道做为缓冲装置存在很多弊端，譬如：制动力不易调整和控制、过卷后不易恢复、容易发生劈裂失效等，因而其安全性较差。随着科学技术的发展，近几年来我国逐渐研制出了新型的防过卷、防过放缓冲装置，逐步代替了传统的木质楔形罐道，并得到广泛使用。
2 国内缓冲托罐装置的现状
目前国内生产的防过卷、防过放缓冲装置的结构型式主要有摩擦式和钢带式两种，其主要原理是通过摩擦或钢带的变形来吸收或减小过卷（过放）后的容器的动能，达到安全制动容器的目的。
2.1 摩擦式防过卷、防过放缓冲装置
摩擦式防过卷、防过放缓冲装置有两种结构型式：一种带有托罐装置，另一种缓冲装置本身不带托罐装置，托罐装置需要独立设置。其安装方式见图1和图2。
图1 带托罐装置摩擦式防过卷缓冲装置安装图
当提升系统发生过卷时，提升容器上升至缓冲平台，容器上的自锁锁杆首先进入安装在缓冲平台上的自锁锁内，自锁锁动作，把提升容器锁定在缓冲平台上，使容器与缓冲平台形成一个整体。同时带动缓冲平台向上运动， 变力吸能器在下生根钢丝绳的拉动下转动，其产生的制动力对过卷的提升容器产生制动。
图2 不带托罐装置摩擦式防过卷缓冲装置安装图
同样，当上部提升容器过卷时下部容器过放，过放的提升容器触及缓冲平台后带动缓冲平台下行，变力吸能器在钢丝绳的拉动下转动，并产生制动力对过放的提升容器产生制动。
2.2 钢带式防过卷、防过放缓冲装置
钢带式防过卷、防过放缓冲装置在国外早已得到应用，我国直到2004年才开发研制出来。
钢带式防过卷、防过放缓冲装置由套柱、滑柱、横梁、钢带、压棍组和托爪组成。套柱焊接在套架或井筒梁上，滑柱内安装有压棍组和托爪，并与横梁焊接在一起，形成一个整体，可沿套柱上下运动，其安装方式见图3。
当提升系统发生过卷时，提升容器上升并接触到顶部的横梁向上运动，滑柱内的托爪在套柱的压力下伸出，托住容器上盘梁的底部，完成托罐操作，随着横梁、滑柱和压辊组的运动，其动压辊受曲轨作用产生水平位移，迫使压辊组中的钢带产生“S”变形，吸能缓冲，达到安全制动容器的目的。
同样，当下部容器过放时，过放的提升容器触及缓冲装置横梁后带动横梁、滑柱和压辊组下行，钢带产生“S”变形，吸能缓冲，对过放的提升容器产生制动。
图3 钢带式防过卷缓冲装置安装图
3 摩擦式和钢带式缓冲装置的比较
摩擦式缓冲装置是利用摩擦制动的原理设计的。其优点是采用调力盘与调力螺母相配合，可以通过改变正压力大小来控制其制动特性（制动力），使得调节制动力极为方便。但其摩擦系数的大小，随相配材料的材质、环境条件等不同而变化，尤其是在煤矿井底恶劣的条件下长期不动作时，制动特性难以保持稳定。而且缓冲器的连接钢丝绳，时间长了很容易发生锈蚀、老化等情况，造成其强度降低。钢带逆止缓冲装置是利用金属材料的塑性变形实现吸能缓冲，其制动特性受环境条件、时间变化的影响较小，从动作原理上讲逆止锁舌的伸出以及压辊组中各压辊的相对位置是由提升容器本身的运动提供强制性的机械力来保证的，因此具有较高的可靠性。
此外，摩擦式缓冲装置对井架（或套架）来讲是单层梁集中载荷，受力条件差；钢带式缓冲装置采用套柱作为装置的机架，缓冲制动力及防撞梁的撞击力通过套柱分散到多层梁的多个点 ，从而改善了井架（或套架）的受力条件，套柱本身也加强了井架（或套架）结构强度及刚性，装置发生作用后复原简单，可重复使用，无需日常维护。
4 结语
近几年来，摩擦式和钢带式防过卷（过放）缓冲装置均已得到推广使用，技术成熟，并取得较佳的市场业绩。通过对以上两种防过卷（过放）缓冲装置的原理、性能对比分析以及实际使用情况，认为：摩擦式和钢带式缓冲装置都可以起到缓冲作用，满足提升系统的使用要求。终端荷载较小的提升系统可以使用摩擦式或钢带式缓冲装置；而终端荷载较大的提升系统应优先推荐使用钢带式缓冲装置。
参考文献：
[1] 煤矿安全规程[S]．国家煤矿安全监察局，2011,1.
[2] 周廼荣，严万生.矿山固定机械设备手册[M]．煤炭工业出版社，1986，5.
[3] 于励民，仵自连. 矿山固定设备选型使用手册[M]. 煤炭工业出版社，2007，10.
作者简介：赵书忠（1965-），河北省赵县人，高级工程师，主任工程师，毕业于中国矿业学院矿山机械系煤矿机械化专业，现在中煤邯郸设计工程有限责任公司从事煤矿设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关健词：防过卷防过放缓冲装置；提升系统；摩擦式；钢带式
Abstract: Anti-over-winding and anti-over-put buffer device is one of the lifting system’s key devices in coal mine. It’s turely important to the safety of lifting system to chose the correct type of anti-over-winding and anti-over-put buffer device. This article introduces the application status and characteristics of anti-over-winding and anti-over-put buffer device in China. The selecting principles of anti-over-winding and anti-over-put buffer device is put forward.
Key words: anti-over-winding and anti-over-put buffer device; lifting system; friction type; steel belt type
中图分类号: X752文献标识码： A 文章编號：2095-2104（2012）04-0020-02
1 引言
长期以来，我国煤矿立井提升系统的缓冲装置一直都是使用木质楔形罐道。通过多年的实践，木质楔形罐道做为缓冲装置存在很多弊端，譬如：制动力不易调整和控制、过卷后不易恢复、容易发生劈裂失效等，因而其安全性较差。随着科学技术的发展，近几年来我国逐渐研制出了新型的防过卷、防过放缓冲装置，逐步代替了传统的木质楔形罐道，并得到广泛使用。
2 国内缓冲托罐装置的现状
目前国内生产的防过卷、防过放缓冲装置的结构型式主要有摩擦式和钢带式两种，其主要原理是通过摩擦或钢带的变形来吸收或减小过卷（过放）后的容器的动能，达到安全制动容器的目的。
2.1 摩擦式防过卷、防过放缓冲装置
摩擦式防过卷、防过放缓冲装置有两种结构型式：一种带有托罐装置，另一种缓冲装置本身不带托罐装置，托罐装置需要独立设置。其安装方式见图1和图2。
图1 带托罐装置摩擦式防过卷缓冲装置安装图
当提升系统发生过卷时，提升容器上升至缓冲平台，容器上的自锁锁杆首先进入安装在缓冲平台上的自锁锁内，自锁锁动作，把提升容器锁定在缓冲平台上，使容器与缓冲平台形成一个整体。同时带动缓冲平台向上运动， 变力吸能器在下生根钢丝绳的拉动下转动，其产生的制动力对过卷的提升容器产生制动。
图2 不带托罐装置摩擦式防过卷缓冲装置安装图
同样，当上部提升容器过卷时下部容器过放，过放的提升容器触及缓冲平台后带动缓冲平台下行，变力吸能器在钢丝绳的拉动下转动，并产生制动力对过放的提升容器产生制动。
2.2 钢带式防过卷、防过放缓冲装置
钢带式防过卷、防过放缓冲装置在国外早已得到应用，我国直到2004年才开发研制出来。
钢带式防过卷、防过放缓冲装置由套柱、滑柱、横梁、钢带、压棍组和托爪组成。套柱焊接在套架或井筒梁上，滑柱内安装有压棍组和托爪，并与横梁焊接在一起，形成一个整体，可沿套柱上下运动，其安装方式见图3。
当提升系统发生过卷时，提升容器上升并接触到顶部的横梁向上运动，滑柱内的托爪在套柱的压力下伸出，托住容器上盘梁的底部，完成托罐操作，随着横梁、滑柱和压辊组的运动，其动压辊受曲轨作用产生水平位移，迫使压辊组中的钢带产生“S”变形，吸能缓冲，达到安全制动容器的目的。
同样，当下部容器过放时，过放的提升容器触及缓冲装置横梁后带动横梁、滑柱和压辊组下行，钢带产生“S”变形，吸能缓冲，对过放的提升容器产生制动。
图3 钢带式防过卷缓冲装置安装图
3 摩擦式和钢带式缓冲装置的比较
摩擦式缓冲装置是利用摩擦制动的原理设计的。其优点是采用调力盘与调力螺母相配合，可以通过改变正压力大小来控制其制动特性（制动力），使得调节制动力极为方便。但其摩擦系数的大小，随相配材料的材质、环境条件等不同而变化，尤其是在煤矿井底恶劣的条件下长期不动作时，制动特性难以保持稳定。而且缓冲器的连接钢丝绳，时间长了很容易发生锈蚀、老化等情况，造成其强度降低。钢带逆止缓冲装置是利用金属材料的塑性变形实现吸能缓冲，其制动特性受环境条件、时间变化的影响较小，从动作原理上讲逆止锁舌的伸出以及压辊组中各压辊的相对位置是由提升容器本身的运动提供强制性的机械力来保证的，因此具有较高的可靠性。
此外，摩擦式缓冲装置对井架（或套架）来讲是单层梁集中载荷，受力条件差；钢带式缓冲装置采用套柱作为装置的机架，缓冲制动力及防撞梁的撞击力通过套柱分散到多层梁的多个点 ，从而改善了井架（或套架）的受力条件，套柱本身也加强了井架（或套架）结构强度及刚性，装置发生作用后复原简单，可重复使用，无需日常维护。
4 结语
近几年来，摩擦式和钢带式防过卷（过放）缓冲装置均已得到推广使用，技术成熟，并取得较佳的市场业绩。通过对以上两种防过卷（过放）缓冲装置的原理、性能对比分析以及实际使用情况，认为：摩擦式和钢带式缓冲装置都可以起到缓冲作用，满足提升系统的使用要求。终端荷载较小的提升系统可以使用摩擦式或钢带式缓冲装置；而终端荷载较大的提升系统应优先推荐使用钢带式缓冲装置。
参考文献：
[1] 煤矿安全规程[S]．国家煤矿安全监察局，2011,1.
[2] 周廼荣，严万生.矿山固定机械设备手册[M]．煤炭工业出版社，1986，5.
[3] 于励民，仵自连. 矿山固定设备选型使用手册[M]. 煤炭工业出版社，2007，10.
作者简介：赵书忠（1965-），河北省赵县人，高级工程师，主任工程师，毕业于中国矿业学院矿山机械系煤矿机械化专业，现在中煤邯郸设计工程有限责任公司从事煤矿设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。