立井过卷（过放）缓冲装置在车集煤矿的应用

立井过卷（过放）缓冲装置在车集煤矿的应用
黄山;马雷
【摘要】随着矿井的发展，提升载荷越来越大，提升装置过卷保护应得到足够重视。

文章介绍了立井过卷（过放）装置在永煤集团车集煤矿的应用情况，并对极限情况下的过卷或过放情况进行了验算。

【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2013(000)006
【总页数】2页(P110-110,113)
【关键词】矿井提升系统;过卷;过放;缓冲装置
【作者】黄山;马雷
【作者单位】河南煤化集团永煤公司车集煤矿，河南永城 476600;河南煤化集团永煤公司车集煤矿，河南永城 476600
【正文语种】中文
0 引言
车集煤矿副井提升系统原有过卷保护新增加了一套后备保护装置,本文对新增加的过卷(过放)缓冲装置进行了介绍,包括结构、性能、可实现功能以及工作原理等,并进行了缓冲制动力验算。

1 研究背景
过卷保护作为提升系统的主要保护之一,对预防过卷事故起到了重要作用。

但要解
决过卷问题,仅把注意力集中在提升机上是不科学的,这是因为提升机与提升容器之
间的连接是通过钢丝绳这种柔性体来实现的。

在发生过卷时,即使提升机能够很快
制动,但由于惯性的作用,上升的提升容器必然还有上冲的趋势。

若这种上冲的趋势
不能通过有效可靠的手段予以克制,则有可能会酿成大的安全事故。

因此,在井口井
底过卷高度和过放距离内有必要设置机械性过卷保护装置作为提升系统的最后一道安全防线。

2 现场应用
根据各项性能参数、使用环境和安全可靠性对比,结合车集煤矿副井现场环境,选用
了武汉云竹机电新技术有限公司的专列产品——HGJ(HGF)型过卷(过放)缓冲装置。

2.1 系统构成
1)两根固定的空心套柱(安装于过卷距离内的井架或罐道梁上),套柱内有可以滑动的空心滑柱,两根滑柱由一根横梁横担;
2)可产生塑性变形的钢带从中空的套柱、滑柱内穿过,其两端安装联接在套柱上;
3)每根滑柱上装有一组压辊和一组逆止锁,套柱上装有曲轨;
4)塑变吸能的钢带一端由螺栓与套柱直接联接,另一端通过螺杆联接叉及碟形弹簧
组与套柱联接;
5)套柱顶端设有防撞木块及变形吸能螺栓。

2.2 保护装置原理
HGJ(HGF)型多功能过卷(过放)保护装置利用金属材料的塑性变形实现吸能缓冲。

当发生过卷(过放)时,提升容器推动横梁,带着滑柱运动,压辊组、逆止锁舌随动;其中间压辊受曲轨作用产生水平位移,迫使钢带在压辊组中产生S 形变形,吸能缓冲;同时逆止锁舌后部斜面受压被推入容器上盘之下,使容器的逆向运动同样为钢带的变形
力所阻止。

横梁运动至极限位置时由套柱直接顶住,起到辅助防撞梁的作用;而逆止
锁舌不会受碰撞而保持完好,起到托罐装置的作用(过放缓冲装置无逆止锁)。

2.3 可实现功能
1)缓冲托罐功能：容器在断绳后下落时,能够有效缓冲容器的冲击力;
2)过卷缓冲功能：发生过卷事故时,能有效控制容器在规定的减速度内上升;
3)快速复位功能;事故发生后,装置能快速恢复以保证提升系统的正常运行;
4)防水防尘功能;装置具有防水防尘可在较恶劣的环境下使用。

2.4 最大缓冲力验算
2.4.1 相关参数
车集煤矿副井提升容器为一对双层四车罐笼,一边为宽罐(大罐),一边为窄罐(小罐)。

最大提升速度为8 m/s,
提升质量：大罐m1=12380 kg,小罐m2=12000 kg,
尾绳m3=15808 kg,载重m4=9400 kg。

车集煤矿选用的HGJ 型过卷缓冲装置最大制动力为168 kN,最大制动行程5
m;HGF 型过放缓冲装置最大制动力为240 kN,最大制动行程4.725 m。

2.4.2 验算过程
计算在极限情况下的受力情况：副井提升速度为8 m/s,以装四车矸石最大配重计算,大罐过卷或过放。

1)大罐装四车矸石以8 m/s速度过卷(不考虑同时小罐过放)。

过卷总质量m =m1+m3+m4
=12380 kg+15808 kg+9400 kg
=37588 kg
过卷距离最大s=5 m(过卷缓冲装置最大制动行程),使大罐完全停下所需要的力为F,罐笼接触过卷缓冲装置时的初速度为Vo=8 m/s,最终速度为Vt=0 m/s。

则根据能量守恒定理得：
即使大罐完全停下所需要的力为236 kN,而四根过卷缓冲装置最大缓冲制动力
4×168 kN=672 kN＞236 kN,满足要求。

2)大罐装四车矸石以8 m/s速度过放(不考虑同时小罐过卷)
过放总质量m =m1+m4
=12380 kg+9400 kg
=21780 kg
过放距离最大s =4.725 m(过放缓冲装置制动最大行程),使大罐完全停下所需要的力为F,罐笼接触过放缓冲装置时的初速度为Vo=8 m/s,最终速度为Vt=0 m/s。

则根据能量守恒定理得：
即使大罐完全停下所需要的力为365 kN,而四根过放缓冲装置最大缓冲制动力
4×240 kN=960 kN ＞365 kN,满足要求。

结论：车集煤矿选用的HGJ(HGF)型过卷(过放)缓冲装置制动力完全满足副井在最大载重、最大速度过卷(过放)时的安全制动要求。

3 结语
HGJ 型与HGF 型装置属于武汉云竹机电新技术有限公司的专列产品,其技术先进性十分显著,该项装置已在焦作煤业集团冯营矿副井及邯郸矿务局的云驾岭矿主井的超速过卷事故中发挥了良好的安全保护作用,减少的直接、间接经济损失超过千万元。

通过安装本装置,为车集煤矿副井提升增加了一套过卷(过放)的后备保护功能,可有效防止罐笼过卷或过放,尤其是超速过卷造成的蹲罐、断绳以及其他事故的发生,对矿井安全高效生产提供了保障。