煤矿绞车二级制动系统的改造及其合理的使用

煤矿绞车二级制动系统的改造及其合理的使用

摘要】首先明确提升机的二级制动在运行中的关键性作用。提升机在运行过程中，为防止事故发生，安全制动是非常重要的。为保证安全制动，需要有足够的

减速度。接着就提出了提升机二级制动的问题，而二级制动的效果好坏，直接影

响提升机安全制动的效果。然后阐述了二级制动的基本原理及形式。这部分讨论

了两种二级制动的基本原理及其优缺点。一种是早期较为通用的，在缠绕式提升

机液压站的安全阀上增设一螺线阀，以增加安全制动泄压阻尼，其工作特性如图

一所示。另一种是中压值和延时均可以调整的二级制动液压系统，该种形式的液

压站在原液压站基础之上做了一定的改进，增加一个蓄压器（弹簧蓄压器）参与

维持中压，其二级制动原理如图二所示。接着简单论述了二级制动在煤矿提升机

中的应用。最后论述了二级制动的合理使用。要保证二级制动的安全可靠性，必

须保证二级制动系统的合理使用。一要做好试车前的准备工作；二要分析二级制

动系统常见故障及其相应的处理方法。

【关键词】提升轿车；二级制动；制动力矩；改造；使用

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）04-017-03

前言：在煤矿生产中，提升设备是矿井四大件之一，是生产的咽喉设备。它

的性能及安全状况直接影响到矿井的安全生产。提升机是否能够安全运行，制动

系统至关重要。

1.提升机的二级制动在运行中起着关键性的作用。

提升机在运行过程中，为防止事故发生，安全制动是非常重要的。为保证安

全制动，需要有足够的减速度。另一方面，为防止强烈的振动和冲击，在上行时

钢丝绳松绳过多，而造成新的事故发生，同时就要求制动的减速度又有上限要求，即在小于30°的斜井提升中制动减速度要小于或等于上提重载的减速度，在大于30°的斜井式立井中要小于或等于5m/s2。

要保证提升过程中的减速度很容易实现，目前所使用的提升设备通过调整液

压站压力，都可以保障提升机有足够的制动力矩。而第二问题，就提出了提升机

二级制动的问题，而二级制动的效果好坏，直接影响提升机安全制动的效果。

调度协调需要强化任何事物的矛盾都有主有次，有急有缓，煤矿矿井提升系

统技术改造工程也不例外。作为一个系统改造工程，该工程内容多，项目杂，涉

及单位、人员多，只有统一调度，加强各单位之间的协调，才能及时解决出现的

问题与矛盾，使工程顺利进行。

项目负责制必须严格执行提升系统改造内容多，工程量大，涉及的单位、部

门多，参与的人员也多。如果单从就事管事上着手，难度大。集团公司需从抓关

键入手，首先建立集团公司领导与部室、煤矿领导与各科室领导的组织体系，把

工程进行分解，将相关内容落实到有关单位或部门负责；按集团公司统一制定的

工程进度计划分项负责，层层责任落实到位，事事落实到岗到人。各单位行政一

把手为第一责任者，一把手再指定一名副职具体负责该单位所承担的改造工程任务，并把任务具体落实到工区或车间。这是在较短时间内完成这次改造任务的重

要保证。

2.二级制动的基本原理及形式

为了实现二级制动，在绞车提升系统中，首先要满足所产生的力矩大于或等

于三倍实际静荷重旋转力矩，故此二级制动施闸时，先产生别动力矩应与技术要

求所规定的减速度的制动力矩相符，而后再获得最大制动力矩。

我国对提升机液压站的二次制动问题，研究较早，也相应采取了许多措施，早期较为通用的是在缠绕式提升机液压站的安全阀上增设一螺线阀，以增加安全制动泄压阻尼，其工作特性如图一所示。

这种形式的二级制动优点是结构相当简单，但缺点也相当明显。首先，P1，P2都是指数曲线，因阻力不同各有不同的时间常数。延时时间t为P2下降到帖闸皮压力（Pt）时所需的时间，这个时间的调整范围很小。另外，一级制动转矩M1近似等于总制动力矩的1/2为不可调，且过时间t后，P2仍按指数下降，M2递增总制动力矩∑M仍递减，整个制动系统的减速度很不稳定，最大减速度很难符合规定，而且现场调试比较困难。在紧急停车后还要检查提升系统中主要部件的损伤情况。

另一种是中压值和延时均可以调整的二级制动液压系统，该种形式的液压站在原液压站基础之上做了一定的改进，增加一个蓄压器（弹簧蓄压器）参与维持中压，其二级制动原理如图二所示。

其制动原理是，当安全制动动作时，G3失电，阀必将死巷筒那半数的制动闸施压，G4失电，活巷筒那半数制动闸的油路换接到阀105，阀10限压泄流。此时油泵已断电停止供油如不换接的话，通过油泵泄油将无力迅速降为零。阀10压力为可以整定，整定压力为一级制动中压提升机在总制动力矩力以规定的减速度被制动，（该制动减速度在1.5M/s2至5 M/s2范围内）提升机停止t秒后（t 为从施闸开始至绞车停止的时间t=Vmax/amin）Gs断电，Gb通电，活巷筒制动器及蓄压器的压力均释压为零，提升机以最大制动力矩制动。

该制动过程的制动力矩见图三所示。

该液压系统中G5、G6均为延时继电器，延时时间可以调节，以满足不同提升机最大提升速度Vmax的需要，调节阀10的限压值可改变t时间内的M2值，即改变一级制动力矩以满足其制动减速度的需要。

3.二级制动在煤矿提升机中的应用

第一种设置螺线阀的二级制动系统基本已淘汰目前煤矿提升机中多采用第二种二级制动系统。该系统克服了第一种系统的缺点。我矿目前所使用的二级制动系统均为第二种二级制动系统，四系主井绞车的二级制动系统为路阻矿山机器厂出厂时液压站本身所配备其二级制动与上述的第二种二级制动系统近似，矸石2.5M绞车，三系付井2M绞车，四系付井2M绞车均为改造的二级制动系统。该种形式的二级制动系统虽然克服了第一种系统的缺点，但如果安装使用不合理，就会出现许多故障。如制动器及管路有泄漏时由于蓄压器内活塞有运动阻力，则系统压力至阀10限压，这段制动时间内制动压力会下降，造成制动力矩下降。再就是如果电源停电时，因系统停电造成G5失电，中压将由阀8压力降为零，二级制动失去作用，变成一级制动。

鉴于煤矿的生产分地面和井下防爆环境，其工业化、连续性要求特别高。提升机（绞车）用的佳灵牌回馈型变频器已在山西黄联煤矿成功运行，提升机（绞车）用的能耗型变频器亦在四川芙蓉煤矿成功运行，并有多台在井下防爆型变频器用于绞车、提升机。佳灵牌提升机专用变频器对矿用绞车和提升机、大坡度皮带机的安全运行及节能改造确实起到了决定的作用，应用效果较好。

斜井绞车提升时因紧急制动造成断绳跑车事故是煤矿多年来没有得到很好解决问题。平庄矿务局红庙矿二井副并提升绞车和风水沟矿二采区轨道下山提升绞车均采用单钩串车提升，绞车型号分别为JK－2．5／20和JK－2／20，提升倾角