多繩摩擦提升機(jī)首繩快速更換裝置及其應(yīng)用

劉彥雄

(山西中新小梁溝煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西大同037002)

多繩摩擦提升機(jī)為煤礦主副井用于提升工作人員、材料、煤炭和其它礦井設(shè)備的重大設(shè)備之一［1，2］。近年來，隨著高產(chǎn)高效技術(shù)的推廣，多繩摩擦式提升機(jī)亦得到廣泛應(yīng)用［3，4］。然而，我國《煤礦安全規(guī)程》明確規(guī)定摩擦式提升機(jī)首繩使用年限不能超過兩年［5］。隨著井筒深度增加、筒徑加大和裝備復(fù)雜程度增大，實(shí)際換繩過程中，仍存在罐籠位置的固定，新舊繩的下放和鏈接及其回收舊繩過程中發(fā)生纏繞等問題。

基于此，本文提出“舊繩帶新繩懸掛，新繩帶舊繩回收”的換繩方法，運(yùn)用多繩摩擦提升機(jī)首繩快速更換裝置，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩的安全快速更換。

1 換繩方法

“舊繩帶新繩懸掛，新繩帶舊繩回收”具體方法:先使用連接裝置連接新舊繩，使新舊繩同時(shí)入井，再固定罐籠，將舊繩從連結(jié)裝置上拆除、制作好新繩頭，拆除罐籠及提升鋼絲繩的固定裝置，使換繩系統(tǒng)的重量從舊繩過渡到新繩承擔(dān)，完成“舊繩帶新繩懸掛”;最后開反車，回收卸荷后的舊繩，完成“新繩帶舊繩回收”任務(wù)。防跑繩鎖繩裝置結(jié)構(gòu)示意圖，見圖1。

圖1 防跑繩鎖繩裝置結(jié)構(gòu)簡圖

2 首繩快速更換裝置

防跑繩鎖繩裝置靠單作用液壓油缸實(shí)現(xiàn)液壓松閘，失電時(shí)彈簧抱閘，為整套系統(tǒng)的安全保護(hù)裝置，防止溜繩事故發(fā)生。由圖1分析可知，防跑繩鎖繩裝置運(yùn)用楔形塊自鎖原理，通過彈簧1、導(dǎo)繩部件3、楔形塊4和摩擦塊5來實(shí)現(xiàn)鎖繩。即換繩過程中，換繩的速度超過規(guī)定、斷電或者電路失靈時(shí)，通過速度傳感器報(bào)警，防跑繩鎖繩裝置依靠彈簧1抱閘，彈簧恢復(fù)原長，推動(dòng)上下對稱的楔形塊4和摩擦塊5向左移動(dòng)，靠自鎖原理夾緊鋼絲繩，起到安全保險(xiǎn)的作用;正常工作送繩時(shí)，液壓缸推動(dòng)下?lián)鯄K7從而帶動(dòng)上下對稱的楔形塊4和摩擦塊5向右移動(dòng)壓縮彈簧1，使其上下的間距變得更大，鋼絲繩能自由通過，從而實(shí)現(xiàn)靠液壓松閘的原理完成送繩工作。

平行四邊形夾緊裝置的示意圖見圖2。

圖2 平行四邊形夾緊機(jī)構(gòu)示意圖

由圖2分析可知，送繩小車夾緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程如下:小油缸1在高壓油作用下推動(dòng)連桿2、連桿3分布使其分別向左、右側(cè)移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)油缸下部兩組平行四邊形機(jī)構(gòu)分別向左側(cè)、右側(cè)移動(dòng)，使之與下繩槽架4距離減小，起到夾緊鋼絲繩的作用。反之，關(guān)閉小油缸1，推動(dòng)與之相連的連桿2、連桿3分布分別向右側(cè)、左側(cè)移動(dòng)，帶動(dòng)油缸下部兩組平行四邊形機(jī)構(gòu)分別向右側(cè)、左側(cè)移動(dòng)，使之與下繩槽架距離加大，松開鋼絲繩，使其自由移動(dòng)。

首繩快速更換裝置工作原理見圖3。

圖3 首繩快速更換裝置工作原理

準(zhǔn)備換繩前，需打好地基，將防跑繩裝置、小車軌道通過地腳螺栓和螺母等固定在地基上;新繩滾筒上的新繩依次穿過防跑繩裝置、兩步進(jìn)式移動(dòng)送繩小車的夾繩裝置和導(dǎo)向輪;用繩卡連接新繩和舊繩，從而完成換繩前準(zhǔn)備工作。在換繩過程中，防跑繩裝置在沒有發(fā)生斷電時(shí)，其在單作用液壓缸活塞桿作用下，推動(dòng)楔形塊，壓縮彈簧，使鋼絲繩自由通過。首繩快速更換裝置采用兩組步進(jìn)式移動(dòng)送繩小車上的夾繩裝置，交替夾緊鋼絲繩并且步進(jìn)式同時(shí)更換4根鋼絲繩;導(dǎo)向輪在該裝置中起到導(dǎo)向作用，其將鋼絲繩引入天輪和滾筒，解決了換繩時(shí)間長，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

常村煤礦首繩更換裝置現(xiàn)場布置見圖4。

圖4 常村煤礦首繩更換裝置現(xiàn)場布置圖

結(jié)合煤礦現(xiàn)場可知，新舊繩步進(jìn)串聯(lián)換繩時(shí)，提升機(jī)兩罐籠先分別停至井口和井底并對其進(jìn)行固定;之后再在罐籠懸掛裝置上方安裝分繩裝置;再新繩連接舊繩，將新繩穿過換繩裝置，利用鋼絲繩卡將新舊繩連接好把4根舊繩從罐籠上的楔形環(huán)中逐條抽出，同時(shí)利用步進(jìn)式換繩機(jī)構(gòu)拽4根新繩，將其通過上、下天輪組之間的兩組導(dǎo)向滑輪，連接在罐籠的楔性環(huán)中，舊繩反方向包在楔形繩環(huán)的外圍，舊繩繩頭用6副U形繩卡予以緊固;然后解除罐籠的閉鎖，調(diào)整各繩張力，啟動(dòng)提升機(jī)，以0.3～0.5 m/s的速度下放罐籠，使舊繩帶動(dòng)新繩一同下放，割舊繩，割繩時(shí)首先割井口容器的鋼絲繩，割完井口舊繩后，再下放1～2 m的新繩，使采用保護(hù)措施，井下的鋼絲繩松弛，下放新繩，割井底舊繩;舊繩脫離容器后，絞車不參與運(yùn)行，稍微打開絞車的盤閘，僅采用多繩摩擦提升機(jī)換繩裝置下放新繩同時(shí)井底回收舊繩;新繩下放完畢后，在井底及井口鋼絲繩留夠長度，分別在井口和井底做繩頭;最后試車、調(diào)繩。

4 結(jié)語

本文介紹了一種新型的多繩摩擦提升機(jī)首繩快速更換裝置，提出“舊繩帶新繩懸掛，新繩帶舊繩回收”的換繩方法。根據(jù)常村煤礦實(shí)際情況，應(yīng)用多繩摩擦提升機(jī)首繩快速更換裝置進(jìn)行提升機(jī)首繩更換。該換繩方法僅需4～6 h，換繩過程中無需打板卡和使用穩(wěn)車，與普通換繩裝置或方法相比，縮短近30 h。

該裝置換繩前準(zhǔn)備工作在井口附近，不影響礦井生產(chǎn);換繩長度不受限制，勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高;PLC在線監(jiān)測和實(shí)時(shí)控制，解決了突然斷電或鋼絲繩超速時(shí)，對鋼絲繩的快速抓捕問題，安全系數(shù)高，實(shí)現(xiàn)多繩同時(shí)自動(dòng)更換。

［1］毋虎城，裴文喜.礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2004:130－131.

［2］余發(fā)山.國內(nèi)外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.煤礦機(jī)電，1995(03):31－34.

［3］黃友銳，唐超禮，黃 見，等.礦井提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.煤炭工程，2008(08):13－14.

［4］王華杉.變頻器在礦山豎井提升機(jī)中的運(yùn)用分析［J］.山西科技，2012(05):76－77.

［5］國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2004:59－65.