论文部分内容阅读
【摘 要】 在矿井作业过程中，提升机是重要的作业机电设备，经常用于运输煤矿、设备、人员，是煤矿井下作业的主要运输设备之一。因此，必须要保证提升机的安全运行。本文将以液压提升机为例，分析了其工作原理和结构，进而详细论述了液压提升机的安全保护装置，在此基础上，进一步分析了提升机工作中存在的安全隐患，并提出了解决对策。
【关键词】 矿井;液压提升机;安全保护装置
一、前言
矿井提升机的安全保护装置是维护提升机安全稳定运行的一道安全屏障，但是，在井下极其恶劣和复杂的作业环境下，安全保护装置也有可能会出现故障，进而影响其保护提升机安全运行的效果，因此，分析矿井提升机的安全保护装置是有效利用其功能的前提。
二、液压提升机的工作原理及结构
液压提升机的工作原理：液压提升机主要由机械、液压传动、电气部分组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动，进行双向变量主油泵，主油泵和扭矩液压马达组成闭合回路和衡扭矩液压调速系统，2台液压马达分别布置于主组装置两侧与主组联接，以便拖动提升机进行运转。提升机有2台辅助油泵，1台用于工作，1台留存作备用。辅助油泵中，大泵用于给主液压转动补油，另1台小泵用于控制操作系统，为调绳系统供油。提升机通常采用远距离液控操纵方式，工作人员通过操纵液压式比例先导阀给主油泵的油缸输入由低到高的压力油，使主油泵便于调节行程动作。改变主油泵的摆动缸体倾斜角度来控制主油泵的流量，从而改变液压马达的转速，使提升机启动，提高运转速度。运转速度的大小是由手柄所处的液压式比例的位置来决定，中立位置为停止运作，手柄方向若是反向，则提升机按反方向运行。除此之外，提升机还有紧急制动装置，作为提升机卷筒停止运作的保险装置，若提升机在运行过程中出现故障，保险装置将采取自动停止运行或由工作人员用脚踏开关启动紧急制动系统，提升机将停止运作。
液压提升机的主要结构为卷筒、主轴、主轴承。固定卷筒的右轮毂固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，其上方装有润滑油杯，定期向油杯加润滑油，以免轮毂和主轴表面磨损。游动卷筒的右轮毂经过轴套滑装置在主轴上，润滑杯保证器械运作的润滑。轴套用来保护主轴和轮毂，避免在调绳时轴和轮毂磨损。左轮毂固定在轴上并经过调绳离合器与卷筒连接。在单层缠绕时，木衬上车有螺旋绳槽，以使钢丝绳规则地排列，并减少钢丝绳的磨损。
三、提升机的安全保护装置主要组成部件及作用
煤矿提升机安全装置一般有以下几个部件组成：制动装置、微拖动装置、防过卷装置、防过速装置、深度指示器以及其他装置等。
1、制动装置
矿井提升机能够正常和安全运行，主要是制动和安全保护装置在起作用，其对矿井提升机的正常使用起着直接保障作用。如，当矿井提升机接受指令停止工作时，制动装置可以可靠地刹住提升机，迫使其停车;在提升机减速运行或运输重物到矿井时，矿井提升机的制动和安全保护装置则起着参与提升机的控制作用;在出现意外緊急事故时，矿井提升机的制动和安全保护装置可以起着安全制动的作用，及时刹住提升机。鉴于矿井提升机制动装置对于提升机的重要性，应加强对机房的管理，提高操作人员的安全责任意识，保证矿井提升机制动装置的正常、高效运行。具体说来，主要有以下几个方面：
首先，应当在提升绞车里根据工作便利需要装设一个常用闸和保险闸，而且要保证操作人员不离开座位就能够便宜地进行操作。其中，必须保证保险闸能够自动发挥制动作用。
其次，如果常用闸和保险闸使用的闸瓦制动是同一套时，要把操纵和控制系统分开;同时，必须保证双滚筒提升绞车的二套闸瓦的传动装置也是分开装设的。对操作人员的操作行为进行严格管理，严谨操作人员擅自离开工作岗位，对制动闸进行调整;双滚筒轿车中，如果有二套闸瓦共用同一套传动装置的，一定要保证每个滚筒单设有各自的控制机构的弹簧闸。第三，立井式提升绞车和斜井缠绕式提升绞车在配备了制动装置常用闸、保险闸的同时，还要加设定车装置，以便在修理制动装置或者调整滚筒位置的情况使用。
2、防过卷装置
如果提升容器被提升到限定的停车位置仍然继续提升，就会造成过卷事故。防过卷装置即是限制提升容器的提升距离，避免提升机出现过卷事故的主要装置。一般认为，对于防过卷装置，一般要求其能够限定提升容器在正常的停车位置停止工作，或者在提升容器超过出车平台0.05m时，自动断电强制停止工作，此时，保险闸工作。但为了保证过卷保护能更加稳妥，一般在井架上和深度指示器上会分别装上一套防过卷保护的装置。
3、防过速装置
在防过卷装置过卷后，保险闸会马上工作，但这不能完全确保提升机的安全，因为即使保险闸在预知到放过卷装置工作无效后马上动作，提升绞车也不能立即就能够停止运转，这其中涉及一个制动的过程，而这一过程花费时间的长短主要由保险闸工作时的提升速度决定。这时防过速装置就派上了用场。防过速装置的使用要求，在提升速度超过最大速度的15%时，必须自动断电停止工作，保证保险闸发挥作用。一般情况下，如果提升绞车最大提升速度超过3m/s时，必须要装设有限速装置才能保证提升容器在到达限定停车位置时的速度在2m/s以下。
4、深度指示装置
深度指示装置是监视提升绞车运行情况是否良好的重要监视系统。深度指示装置能够很好地监视提升绞车运行情况，合理安排提升容器减速，因此，一般情况下，提升绞车都必须装设该装置及自动示警警铃，深度指示器要安装失效保护装置，一旦深度指示装置失灵，失效保护装置能够自动断电促使保险闸工作。
四、液压提升机的安全隐患
1、人工操作的安全隐患问题对液压提升机来说，安全隐患的来源在很大程度上来自于人为操作。所以在探讨液压提升机的安全隐患时必须将人为操作的安全可靠性作为重点考虑对象之一。根据统计研究发现，在提升机整个运营过程中人为操作失误率大概为3×10-4～3×10-3。所以一方面可以从人为操作安全可靠性下手来提高液压提升机的安全可靠性。 2、液压提升机的欠协同性探讨
对液压提升机来说，要使其安全并且协调的工作，其驱动系统和制动系统之间的协同性是关键因素。图1和图2分别是液压驱动系统和液压制动系统的工作原理图。一旦启动液压提升机，司机马上调整减压式比例阀瞬间同时向驱动、制动2个系统发出控制信号，驱动系统收到控制信号就会启动液压马达输出转速值和扭矩，直到液压系统马达输出的扭矩小于负载扭矩，制动系统就会松开闸刀，这2个系统互相配合来达到正常安全地操作负载的目的。一旦两者之间协同性不好，液压制动系统提前松闸了，负载瞬间下落导致机器不受人为控制，麻烦可就大了，很可能造成重大事故。
图1 提升机液压驱动系统
图2 液压制动系统原理图
五、液压提升机解决安全隐患的对策
关于液压提升机，针对上述提出的安全隐患必须采取一些措施来减少这些情况的发生：
1、人为操作方面。企业可以通过加强工人安全意识、定期做相关操作及心理培训来改善，另一方面，公司需要制定一套完善的工作管理制度，从责任和纪律的方向培养工人负责、细心的素质，尽可能地将人为因素导致的安全隐患问题降到最少。
2、想要保證液压驱动系统和液压制动系统之间的协同性，系统的参数设置与调节是关键。只有科学合理地设置系统的相关参数，并且根据实际情况对参数做出正确的调节，才能保证负载不会瞬时下滑，实质上就是保证液压制动系统接到操作信号时起的延时松闸时间tmin≥tr，其中tr是指液压驱动系统收到操作信号的瞬间到达到它的额定输出扭矩所需要的时长，因此在设置参数时就要尽可能地使t大，而t与ωr成正比，所以可以通过相应的计算得到影响ωr的参数，并对那些参数进行调节，使得ωr尽可能的大，当设计完成后就只有液压制动系统中节流阀通流面积At的合理调节成为了液压提升机的隐患解决方式了，所以建议一旦液压提升机出厂就将该节流阀锁定，防止误调引发事故。
六、结束语
综上所述，矿井提升机安全保护装置必须得到井下作业人员的高度关注，在日常作业的过程中，经常检查安全保护装置是否正常运行，一旦出现了故障，就要及时进行维护。
参考文献：
[1]刘海涛.交流提升机改造中的制动系统性能的研究[D].兰州：兰州理工大学，2009.23.
[2]黄涛，江星.防爆液压提升机液压系统常见故障及排除[J].科技风，2011（11）：77.
【关键词】 矿井;液压提升机;安全保护装置
一、前言
矿井提升机的安全保护装置是维护提升机安全稳定运行的一道安全屏障，但是，在井下极其恶劣和复杂的作业环境下，安全保护装置也有可能会出现故障，进而影响其保护提升机安全运行的效果，因此，分析矿井提升机的安全保护装置是有效利用其功能的前提。
二、液压提升机的工作原理及结构
液压提升机的工作原理：液压提升机主要由机械、液压传动、电气部分组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动，进行双向变量主油泵，主油泵和扭矩液压马达组成闭合回路和衡扭矩液压调速系统，2台液压马达分别布置于主组装置两侧与主组联接，以便拖动提升机进行运转。提升机有2台辅助油泵，1台用于工作，1台留存作备用。辅助油泵中，大泵用于给主液压转动补油，另1台小泵用于控制操作系统，为调绳系统供油。提升机通常采用远距离液控操纵方式，工作人员通过操纵液压式比例先导阀给主油泵的油缸输入由低到高的压力油，使主油泵便于调节行程动作。改变主油泵的摆动缸体倾斜角度来控制主油泵的流量，从而改变液压马达的转速，使提升机启动，提高运转速度。运转速度的大小是由手柄所处的液压式比例的位置来决定，中立位置为停止运作，手柄方向若是反向，则提升机按反方向运行。除此之外，提升机还有紧急制动装置，作为提升机卷筒停止运作的保险装置，若提升机在运行过程中出现故障，保险装置将采取自动停止运行或由工作人员用脚踏开关启动紧急制动系统，提升机将停止运作。
液压提升机的主要结构为卷筒、主轴、主轴承。固定卷筒的右轮毂固定在主轴上，左轮毂滑装在主轴上，其上方装有润滑油杯，定期向油杯加润滑油，以免轮毂和主轴表面磨损。游动卷筒的右轮毂经过轴套滑装置在主轴上，润滑杯保证器械运作的润滑。轴套用来保护主轴和轮毂，避免在调绳时轴和轮毂磨损。左轮毂固定在轴上并经过调绳离合器与卷筒连接。在单层缠绕时，木衬上车有螺旋绳槽，以使钢丝绳规则地排列，并减少钢丝绳的磨损。
三、提升机的安全保护装置主要组成部件及作用
煤矿提升机安全装置一般有以下几个部件组成：制动装置、微拖动装置、防过卷装置、防过速装置、深度指示器以及其他装置等。
1、制动装置
矿井提升机能够正常和安全运行，主要是制动和安全保护装置在起作用，其对矿井提升机的正常使用起着直接保障作用。如，当矿井提升机接受指令停止工作时，制动装置可以可靠地刹住提升机，迫使其停车;在提升机减速运行或运输重物到矿井时，矿井提升机的制动和安全保护装置则起着参与提升机的控制作用;在出现意外緊急事故时，矿井提升机的制动和安全保护装置可以起着安全制动的作用，及时刹住提升机。鉴于矿井提升机制动装置对于提升机的重要性，应加强对机房的管理，提高操作人员的安全责任意识，保证矿井提升机制动装置的正常、高效运行。具体说来，主要有以下几个方面：
首先，应当在提升绞车里根据工作便利需要装设一个常用闸和保险闸，而且要保证操作人员不离开座位就能够便宜地进行操作。其中，必须保证保险闸能够自动发挥制动作用。
其次，如果常用闸和保险闸使用的闸瓦制动是同一套时，要把操纵和控制系统分开;同时，必须保证双滚筒提升绞车的二套闸瓦的传动装置也是分开装设的。对操作人员的操作行为进行严格管理，严谨操作人员擅自离开工作岗位，对制动闸进行调整;双滚筒轿车中，如果有二套闸瓦共用同一套传动装置的，一定要保证每个滚筒单设有各自的控制机构的弹簧闸。第三，立井式提升绞车和斜井缠绕式提升绞车在配备了制动装置常用闸、保险闸的同时，还要加设定车装置，以便在修理制动装置或者调整滚筒位置的情况使用。
2、防过卷装置
如果提升容器被提升到限定的停车位置仍然继续提升，就会造成过卷事故。防过卷装置即是限制提升容器的提升距离，避免提升机出现过卷事故的主要装置。一般认为，对于防过卷装置，一般要求其能够限定提升容器在正常的停车位置停止工作，或者在提升容器超过出车平台0.05m时，自动断电强制停止工作，此时，保险闸工作。但为了保证过卷保护能更加稳妥，一般在井架上和深度指示器上会分别装上一套防过卷保护的装置。
3、防过速装置
在防过卷装置过卷后，保险闸会马上工作，但这不能完全确保提升机的安全，因为即使保险闸在预知到放过卷装置工作无效后马上动作，提升绞车也不能立即就能够停止运转，这其中涉及一个制动的过程，而这一过程花费时间的长短主要由保险闸工作时的提升速度决定。这时防过速装置就派上了用场。防过速装置的使用要求，在提升速度超过最大速度的15%时，必须自动断电停止工作，保证保险闸发挥作用。一般情况下，如果提升绞车最大提升速度超过3m/s时，必须要装设有限速装置才能保证提升容器在到达限定停车位置时的速度在2m/s以下。
4、深度指示装置
深度指示装置是监视提升绞车运行情况是否良好的重要监视系统。深度指示装置能够很好地监视提升绞车运行情况，合理安排提升容器减速，因此，一般情况下，提升绞车都必须装设该装置及自动示警警铃，深度指示器要安装失效保护装置，一旦深度指示装置失灵，失效保护装置能够自动断电促使保险闸工作。
四、液压提升机的安全隐患
1、人工操作的安全隐患问题对液压提升机来说，安全隐患的来源在很大程度上来自于人为操作。所以在探讨液压提升机的安全隐患时必须将人为操作的安全可靠性作为重点考虑对象之一。根据统计研究发现，在提升机整个运营过程中人为操作失误率大概为3×10-4～3×10-3。所以一方面可以从人为操作安全可靠性下手来提高液压提升机的安全可靠性。 2、液压提升机的欠协同性探讨
对液压提升机来说，要使其安全并且协调的工作，其驱动系统和制动系统之间的协同性是关键因素。图1和图2分别是液压驱动系统和液压制动系统的工作原理图。一旦启动液压提升机，司机马上调整减压式比例阀瞬间同时向驱动、制动2个系统发出控制信号，驱动系统收到控制信号就会启动液压马达输出转速值和扭矩，直到液压系统马达输出的扭矩小于负载扭矩，制动系统就会松开闸刀，这2个系统互相配合来达到正常安全地操作负载的目的。一旦两者之间协同性不好，液压制动系统提前松闸了，负载瞬间下落导致机器不受人为控制，麻烦可就大了，很可能造成重大事故。
图1 提升机液压驱动系统
图2 液压制动系统原理图
五、液压提升机解决安全隐患的对策
关于液压提升机，针对上述提出的安全隐患必须采取一些措施来减少这些情况的发生：
1、人为操作方面。企业可以通过加强工人安全意识、定期做相关操作及心理培训来改善，另一方面，公司需要制定一套完善的工作管理制度，从责任和纪律的方向培养工人负责、细心的素质，尽可能地将人为因素导致的安全隐患问题降到最少。
2、想要保證液压驱动系统和液压制动系统之间的协同性，系统的参数设置与调节是关键。只有科学合理地设置系统的相关参数，并且根据实际情况对参数做出正确的调节，才能保证负载不会瞬时下滑，实质上就是保证液压制动系统接到操作信号时起的延时松闸时间tmin≥tr，其中tr是指液压驱动系统收到操作信号的瞬间到达到它的额定输出扭矩所需要的时长，因此在设置参数时就要尽可能地使t大，而t与ωr成正比，所以可以通过相应的计算得到影响ωr的参数，并对那些参数进行调节，使得ωr尽可能的大，当设计完成后就只有液压制动系统中节流阀通流面积At的合理调节成为了液压提升机的隐患解决方式了，所以建议一旦液压提升机出厂就将该节流阀锁定，防止误调引发事故。
六、结束语
综上所述，矿井提升机安全保护装置必须得到井下作业人员的高度关注，在日常作业的过程中，经常检查安全保护装置是否正常运行，一旦出现了故障，就要及时进行维护。
参考文献：
[1]刘海涛.交流提升机改造中的制动系统性能的研究[D].兰州：兰州理工大学，2009.23.
[2]黄涛，江星.防爆液压提升机液压系统常见故障及排除[J].科技风，2011（11）：77.