圆尾绳断绳保护装置的研制

科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第 ３ ３ 期
科 技 创 新
圆尾绳 断绳保护 装置 的研制
李洪禄 ’ 罗 述栋
１
邢 安
２ ３ ４ ５
（ １ 、 安徽开发矿 业有 限公司 ， 安徽 霍邱 ２ ３ ７ ４ ６ ２ ２ 、 徐州九益科技有限公司． 江苏 徐州 ２ １ ２ １ １ ６ ）
摘 要： 当 圆尾 绳在 旋 转 器根 部 断裂 时 ， 圆尾 绳断 绳保 护 装 置承 接 断 裂尾 绳 ， 形 成一 套 新 的尾 绳 悬挂 装 置 ， 可避 免 断 裂尾 绳 落入 井筒， 保护井筒设施 ， 从 而提 高提升 系统的安全性。文章介绍 了该保护装置的工作原理 ， 并在此基础上阐述 了其关键 部件 包括紧 固装置 、 承 接 装置及 拉 杆 等 的具体 实施 方 法 和计 算模 型 ； 通过 现 场使 用表 明 ， 装 置 能够 达到 设计 目标 ， 实现 其基 本功 能 。 关 键词 ： 圆尾 绳 ； 保 护装 置 ； 拉杆 引言 在摩擦式提升系统中，圆尾绳通过圆尾绳悬挂装置与容器底部相 连。 根据相关规定 安装圆尾绳悬挂装置时， 需在尾绳端部浇注巴士和 金； 为此尾绳需 要打散 ， 酸洗并折弯 。由于井筒 内环境恶劣 ， 尾绳酸 洗处 容易腐蚀 ， 从而导致尾绳断裂 ， 圆尾绳断裂事故多在此处发生酗； 一旦尾 绳落入井筒 内， 将严重损坏井筒设施 ， 并使尾绳报废， 造成重大提升事 故。圆尾绳断绳保护装置（ 以下简称“ 尾保装置” ） 能够在尾绳断裂后 ， 承 接断裂尾绳，形成一套新的尾绳悬挂装置，保证提升系统短时正常运 行， 从而保护断裂尾绳及井筒设备， 有效避免此类安全事故的发生。 １圆尾绳断绳保护装置的基本结构 尾保装置主要由连接头 １ 、 紧固装置 ３ 、 拉杆 ４ 及承接装置 ５ 组成 ， 如图 １ 所示。安装时， 使用连接头 ２ 替换原尾悬装置的连接头， 与提升 容器底 部相连 ； 紧固装 置与尾 绳牢 固连接 ， 并 于承接装 置之 间留有一定 的间隙。 在正 常提升过程 中，原尾悬 装置 中 的旋转器 ２ 作用不变 ，用于释放提升过 程中尾绳产生的旋转应力 ； 此时， 紧固装 置随尾绳旋转 ，但是承接装置和主拉杆 都不参与提升。当尾绳在旋转器根部断 ２ ． ３拉Ｉ ｊ 千 的设计 尾 绳断裂 前 ， 拉杆仅 承载 设备 自重 ； 尾 绳 断裂后 ， 拉杆承载尾绳全部重量； 在尾绳断裂 的过程 中 ， 虽然尾 绳会分 股断 裂 ， 紧 固装置 逐 步跌落至承载装置上 ， 但为安全考虑， 设计时 仍考虑尾绳断裂时的冲击应力， 计算时采用冲 击模型， 如图 ２ 。拉杆最大冲击应力明：
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Ａ 、 ｆ ／ ｌ ＋ ． ２ Ｈ Ｑ Ｅ ｔ Ａ １
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其 中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 叮 ｋ 为拉杆 所受 冲击 应力 ； Ｑ为尾 绳 重量； Ａ为拉杆 面积 ； ｌ 为拉 杆长 度 ； Ｅ为拉 杆 弹性模量 ； Ｈ为接 头与缓 冲接 头之 间的距 离 。
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其中： 叮 ｋ 为拉杆所受冲击应力 ； 叮 ｂ 为拉杆 图２拉杆冲击计算模型 抗 拉强度 ； Ｓ 为安 全 系数 ， 因装置 短时运 行 ， 无 ’ 需 考虑疲劳 、 腐蚀等 的影 响 ， 取Ｓ ＝ ２ 。 ３结束语 裂时， 紧固装置（ 夹紧断裂尾绳 ） 跌落至 承 接装置上 ， 尾绳 重量通 过紧 固装置一 承 经过使用证明， 该装置对现有提升系统没有产生明显影响， 能够保 接装接一 拉杆一 连接头传递至容器底部， 证尾绳 断裂后提升 系统短 时正 常运行 ， 保护 井简设施及 尾绳 自身 ， 避免 此 时 承接装 置 的旋转 功 能发 挥作 用 ， 用 断裂的尾绳跌人井筒 ，造成次生灾害的发生 ，提高了提升系统的安全 于释放尾绳旋转应力 ，从而形成一套新 性 ， 有 实际推广 的价值 。 参考文献 的悬挂系统 ，可 以保证 提升 系统短 时正 常运 行。 ［ １ 】 沈阳煤矿 设计 院． 提 升容 器铜丝 绳悬挂 装置 圆尾 绳悬挂 装置 ． 中国， １ ９ ９ ０ ． ２装置 的设 计及实施 ２ １紧固装置 的设计 ｆ ２ １ 北京煤炭设计研 究院． 多绳提 升容器 Ｂ型铜 丝绳悬挂装置 圆尾 绳悬挂 紧固装置主要由压板 、卡绳器及接 装置［ ｓ ］ ． 中国， １ ９ ９ １ ． 头组成。 在正常提升时， 压板夹紧尾绳承 【 ３ ］ 张文奇， 赵兴国． 箕斗井型圆尾绳连接装置拉断原因分析明． 矿山机械， 保证紧固装置随尾绳旋转 ， ２ ０ ０３ ， ６ ： ３ ＿ ４ Ｕ 图 １圆尾 绳 断绳保 护 装 置 载装置 自重， ４ ］ 张方成． 多绳摩擦提升机圆尾绳悬挂装置的改造 ． 有色金属（ 矿山部 １ 、 连接 头 ２ 、 原 尾 绳旋 转 器 同时为卡绳器提供预紧力 ；当尾绳断裂 『 后， 接头落 入承载 装置 的缓冲接 头上 ， 卡 分） ， ２ ０ ０ ６ ３ ３ － ３ ５ ． ３ 、 紧固装 置 ４ 、 拉 杆 绳器开始承载尾绳全部重量 ；卡绳器采 ［ ５ 】 刘杰， 韩跃， 王 雷， 等． 多绳摩擦提 升用卡 绳装 置楔块 的有限元 分析Ｉ Ｊ １ ． 煤 ５ 、 承接 装 置 ２ ０ ０ ９ ， ３ ０ ９ － ６ Ｑ 用滚动摩擦楔形 自锁结构阴， 其楔体使用 矿机械 ＇ 『 ６ １ 曹国华， 朱真才， 王林 涛． 快速 卡绳 装置 的应力分析 与优化 叨． 煤矿 机械 ， １ ： ２ ０ 斜度 ， 自锁安全系数为 １ ． ９ ８ ， 可 以保证卡绳可 靠。 ２ ０ ０５ ， ３ ： ３ ４ － － ３ ６ ． ２ ． ２承接装 置的设 计 承载装置主要由缓冲接头 、 轴承及底板等组成。当尾绳断裂后 ， 紧 刘鸿文． 材料力学【 Ｉ 川． 第三版． 高等教育出版社， １ ９ ９ ２ ． ８ Ｊ 成 大先． 机械设 计手册 四版 化 学工业 出版社， ２ ０ ｏ ２ ． 固装置的接头落入缓冲接头中；此时，推力轴承在承载尾绳重量的同 【 时， 保证尾绳可 以旋转 。在这里 ， 为 了减少尾绳 断裂时的冲击力 ， 缓 冲接 作者简 介 ： 李洪禄 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 四川 省南部县 ， 毕 业于本 溪 冶金 高等专 头使用软质聚合物材料制造， 同时在装置安装时 ， 控制接头与缓冲接头 科学校机电一体化专业， 机械工程师， 从事设备技术管理工作， 现就职 之间 的间隙 ， 只需 保证正常提升 时 ， 两者 之间不干涉 即可 。 于安徽 开发矿 业有 限公司。 车位置超过正常行程范围时， 应碰触隔爆型行程开关， 向电控装置主机 发出故障信号。电控装置应立即停止运行并报警， 待故障解除后方能开 车运 行。 停 车延时时间 ： ≤２ ｓ ０ （ ９ ） 架空乘人 装置机头 、 机尾及沿线甩 道 口 设置了语言通讯装置 ， 实现巷道全线对讲联系， 方便上下人员沟通。运 行时可 实现甩道 口上下 车提 示 、 沿 线播放 背景 音乐 、 安 全标 语 ， 播放 内 容更换方便 。 以上（ １ ） ～ （ ８ ） 项安全保护动作后显示箱上立即显示被保护项 目的 内容 ， 同时发 出声光 报警 ， 系统立 即停止运行 ， 电气系统 自动 闭锁 ， 只有 在清除故 障并系统复位后 ， 才能重新 运行 。 ３ － ７实现 自 动 开停车和经济运行 架空乘人装置原先开停由司机 人工控制， 缺少自动开停车装置， 除 检修外， 设备都在连续运转。为此 ， 在新系统上， 设有“ 连续运行” 、 “ 间断 运行 ” 、 “ 检 修运 行” ３ 种 自动控制 功能 。正 常运行在 “ 间断运行 ” 模式 ， 由 红外探 头控 制 ， 当探 头感应 到有人 通过 时 ， 装 置 自动发 出开车信 号 ， 延