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摘要：矿井提升机是矿井的主要提升设备，担负着矿井的煤炭、矸石、人员、各种材料和设备的提升和运送任务，在我国矿井提升中占有重要地位。矿井提升机以其提升能力大，提升高度大，钢丝绳安全系数大，电动机消耗功率低，机器整体尺寸小，造价便宜等显著优点，被越来越多地用于矿井提升中。本文将主要探讨矿井提升机的安全性能与防护措施。
关键词：多绳摩擦式；提升机；安全性能
摩擦式提升的最主要失效形式是传动失效——打滑，除此之外，还有提升机制动失效——跑车，钢丝绳的疲劳损坏引起的疲劳断裂、冲击载荷引起的突然断裂，超载引起的电动机过热、减速器过载损坏等，还有罐道梁、提升容器的变形、损坏等引起的卡罐、卡箕斗等，电控系统或制动系统故障造成的过卷、过放等[1]。
1 矿井提升机的特点
目前已经运行的摩擦轮提升机有1700多台。矿井提升机的优点如下[2]：
（1）提升容器及载荷由多根钢丝绳共同承担，与单绳缠绕式提升设备相比，提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器尺寸都相应缩小，设备质量较轻，适应于深井和大型设备的提升，能满足矿井日益大型化和向深部延深的发展需求。
（2）由于提升容器是同时悬挂在多根钢丝绳上，这些钢丝绳一般不会同时拉断（拉力过大时会出现钢丝绳打滑现象），故可以不设置防坠器。
（3）多绳摩擦式提升系统一般为平衡提升系统，且主导轮直径较小，系统的惯量和扭矩较小，电动机功率和电耗均较小。
（4）提升钢丝绳的根数一般为偶数，且左右捻向各占一半，可以互相抵消钢丝绳运行中的松捻扭力，减轻了提升容器对罐道的运行阻力，延长了罐道和罐耳的使用寿命。
（5）当采用塔式提升时，摩擦轮提升机安装在井塔上，减少了提升机占地面积。
2矿井提升机安全制动问题分析
在实际提升过程中，摩擦系数μ值与界面接触状况、绳衬比压、滑动速度、接触界面的温度、界面间的复合弹性模数等因素有关。在不同的接触状况下，黏附项 和变形项 所占比重不同。一般情况下，钢丝绳与衬垫间的摩擦阻力以黏附摩擦为主。因为，实际提升过程中，钢丝绳难免带油或带水，油或水能有效地抑制变形项摩擦阻力。即摩擦系数随绳衬比压的增加而降低，但对干燥表面，由于钢丝绳表面的宏观微凸体引起的变形项摩擦阻力所占比重较大。此时，绳衬比压对摩擦系数影响不大，而当蠕动速度增加时，摩擦系数μ值增加。由于这一特性，要求在设计中要对绳衬比压的取值有一个合理的范围，它不仅影响绳衬寿命，而且影响摩擦系数。因此，当防滑条件不满足时，不能一味通过加配重（这样增加了绳衬比压）来解决，那样从表面上增加了防滑安全性，实质上有可能降低摩擦系数[3]。
在提升重载紧急制动钢丝绳打滑时，制动力矩所做的功只克服提升机和电动机旋转部分的动能；钢丝绳与衬垫间的摩擦阻力在滑动过程中产生的热能和滑动系统的势能克服滑动系统的动能。因此，系统动能很快被克服，滑动速度会很快降低为零。此时，摩擦阻力所产生的热能较少，一般不会引起钢丝绳和衬垫的过度损坏，只会划伤或轻微损坏衬垫。因此，在滑动过程中，摩擦系数变化不大，在滑动速度为零时，摩擦阻力足以克服钢丝绳反向滑动。这个现象已在许多矿井的提升机测试中得以证实，但必须强调指出，由于摩擦生热，在某种程度上会损坏衬垫，使衬垫失效。
3 矿井提升机安全制动的监管措施
提升钢丝绳的张力不平衡现象是由于钢丝绳的弹性变形造成的长度偏差所导致。钢丝绳受力不均匀，而且承受载荷较大的钢丝绳的磨损较快、承受载荷大的钢丝绳的绳槽磨损就较大，又造成钢丝绳新的不平衡现象，形成恶性循环。因此，要经常调整各绳间的长度偏差和各绳槽直径的偏差，采用弹性摩擦衬垫和容器张力平衡机构来保证各绳间的张力平衡。一般多采用螺旋液压调绳器，即每根钢丝绳各通过一个调绳液压缸与容器相连，每个液压缸的油腔通过管路相通，各液压缸内的压力相等，使各液压缸内的活塞呈浮游状态，利用液压平衡的原理来调整提升钢丝绳的张力，使其一致[4]。
（1）组织领导。更换钢丝绳是多人、多工种联合作业，必须事先做好组织工作。首先由主管技术的负责人与有经验的老工人商定施工方案，安全技术措施。并将安全技术措施传达给每一个参加施工的人员，使每个人员明确分工、任务要求、时间安排等[4]。
（2）换绳前应由施工负责人对换绳时所用设备、工具、材料全面检查一遍，是否有不安全的因素存在。每个在井口工作的人员必须严格执行安全措施，严禁违章作业。
（3）搪梁要有一定的长度和强度。其长度比井口锁口梁每端必须长出0.6～1 m，其强度应以容器落在该梁上不变形，不弯曲为准。
（4）拆绳头时应注意将连接装置用棕绳拴好，使其随松绳慢慢倒下，防止突然倒下伤人。
（5）连接新、旧绳的绳卡一定要按措施要求上紧，分布均匀。卡好后应有专人负责对绳卡的松、紧情况检查一次，否则不能施工。
（6）从滚筒上向外出绳时，应设专人监视滚筒下部的松绳情况是否正常，防止“打结”。放绳速度应与木轮缠绳的速度同步。
（7）换新绳过程中应避免与其他硬物相碰撞，经过地点要垫上木板。向滚筒上缠绕新绳时，车房出绳口处设专人指挥，如发现打结、排列不整齐，绳速不均等现象时，应停车处理。对绳排列不整齐时，可用铜锤敲打或是石锤敲打。
（8）双筒提升机在打离合器之前，应挂好地锁。单筒要下放时一定要严格执行施工措施，并设专职维护员对机械、电控作好监视，以免事故的发生。
（9）斜井的换绳过程与立井相似，不同之处是斜井上、下口都有车场，不需搪罐。其他步骤均相同。
（10）换绳时一定要有规定的井上、下的联络信号；井上、下口严禁同时作业，否则应有专门措施。
结论
在矿井生产过程，不仅要求提升设备具有较高的安全可靠性，而且要求具有很好的经济性能。提升设备属大型设备，耗电多、投资大、运营费用高，应结合矿井的实际生产条件，确定最经济、合理的设计方案。
参考文献：
[1]武永刚. 矿井提升机安全操作技术[J]. 科技创业家，2014，03：225.
[2]杨川峰. 煤矿提升机坠罐事故技术管理原因分析[J]. 中州煤炭，2014，04：51-53.
[3]李艳芸. 矿井提升系统安全保护装置的优化完善[J]. 煤炭与化工，2014，02：95-96.
[4]管先宗. 矿井提升机的安全可靠性分析与安全管理[J]. 能源与节能，2014，04：59-60.
简介：吴起华：单位：水城县安全生产监督管理局；现任机电助工程师。
关键词：多绳摩擦式；提升机；安全性能
摩擦式提升的最主要失效形式是传动失效——打滑，除此之外，还有提升机制动失效——跑车，钢丝绳的疲劳损坏引起的疲劳断裂、冲击载荷引起的突然断裂，超载引起的电动机过热、减速器过载损坏等，还有罐道梁、提升容器的变形、损坏等引起的卡罐、卡箕斗等，电控系统或制动系统故障造成的过卷、过放等[1]。
1 矿井提升机的特点
目前已经运行的摩擦轮提升机有1700多台。矿井提升机的优点如下[2]：
（1）提升容器及载荷由多根钢丝绳共同承担，与单绳缠绕式提升设备相比，提升钢丝绳直径较小，主导轮直径及整个机器尺寸都相应缩小，设备质量较轻，适应于深井和大型设备的提升，能满足矿井日益大型化和向深部延深的发展需求。
（2）由于提升容器是同时悬挂在多根钢丝绳上，这些钢丝绳一般不会同时拉断（拉力过大时会出现钢丝绳打滑现象），故可以不设置防坠器。
（3）多绳摩擦式提升系统一般为平衡提升系统，且主导轮直径较小，系统的惯量和扭矩较小，电动机功率和电耗均较小。
（4）提升钢丝绳的根数一般为偶数，且左右捻向各占一半，可以互相抵消钢丝绳运行中的松捻扭力，减轻了提升容器对罐道的运行阻力，延长了罐道和罐耳的使用寿命。
（5）当采用塔式提升时，摩擦轮提升机安装在井塔上，减少了提升机占地面积。
2矿井提升机安全制动问题分析
在实际提升过程中，摩擦系数μ值与界面接触状况、绳衬比压、滑动速度、接触界面的温度、界面间的复合弹性模数等因素有关。在不同的接触状况下，黏附项 和变形项 所占比重不同。一般情况下，钢丝绳与衬垫间的摩擦阻力以黏附摩擦为主。因为，实际提升过程中，钢丝绳难免带油或带水，油或水能有效地抑制变形项摩擦阻力。即摩擦系数随绳衬比压的增加而降低，但对干燥表面，由于钢丝绳表面的宏观微凸体引起的变形项摩擦阻力所占比重较大。此时，绳衬比压对摩擦系数影响不大，而当蠕动速度增加时，摩擦系数μ值增加。由于这一特性，要求在设计中要对绳衬比压的取值有一个合理的范围，它不仅影响绳衬寿命，而且影响摩擦系数。因此，当防滑条件不满足时，不能一味通过加配重（这样增加了绳衬比压）来解决，那样从表面上增加了防滑安全性，实质上有可能降低摩擦系数[3]。
在提升重载紧急制动钢丝绳打滑时，制动力矩所做的功只克服提升机和电动机旋转部分的动能；钢丝绳与衬垫间的摩擦阻力在滑动过程中产生的热能和滑动系统的势能克服滑动系统的动能。因此，系统动能很快被克服，滑动速度会很快降低为零。此时，摩擦阻力所产生的热能较少，一般不会引起钢丝绳和衬垫的过度损坏，只会划伤或轻微损坏衬垫。因此，在滑动过程中，摩擦系数变化不大，在滑动速度为零时，摩擦阻力足以克服钢丝绳反向滑动。这个现象已在许多矿井的提升机测试中得以证实，但必须强调指出，由于摩擦生热，在某种程度上会损坏衬垫，使衬垫失效。
3 矿井提升机安全制动的监管措施
提升钢丝绳的张力不平衡现象是由于钢丝绳的弹性变形造成的长度偏差所导致。钢丝绳受力不均匀，而且承受载荷较大的钢丝绳的磨损较快、承受载荷大的钢丝绳的绳槽磨损就较大，又造成钢丝绳新的不平衡现象，形成恶性循环。因此，要经常调整各绳间的长度偏差和各绳槽直径的偏差，采用弹性摩擦衬垫和容器张力平衡机构来保证各绳间的张力平衡。一般多采用螺旋液压调绳器，即每根钢丝绳各通过一个调绳液压缸与容器相连，每个液压缸的油腔通过管路相通，各液压缸内的压力相等，使各液压缸内的活塞呈浮游状态，利用液压平衡的原理来调整提升钢丝绳的张力，使其一致[4]。
（1）组织领导。更换钢丝绳是多人、多工种联合作业，必须事先做好组织工作。首先由主管技术的负责人与有经验的老工人商定施工方案，安全技术措施。并将安全技术措施传达给每一个参加施工的人员，使每个人员明确分工、任务要求、时间安排等[4]。
（2）换绳前应由施工负责人对换绳时所用设备、工具、材料全面检查一遍，是否有不安全的因素存在。每个在井口工作的人员必须严格执行安全措施，严禁违章作业。
（3）搪梁要有一定的长度和强度。其长度比井口锁口梁每端必须长出0.6～1 m，其强度应以容器落在该梁上不变形，不弯曲为准。
（4）拆绳头时应注意将连接装置用棕绳拴好，使其随松绳慢慢倒下，防止突然倒下伤人。
（5）连接新、旧绳的绳卡一定要按措施要求上紧，分布均匀。卡好后应有专人负责对绳卡的松、紧情况检查一次，否则不能施工。
（6）从滚筒上向外出绳时，应设专人监视滚筒下部的松绳情况是否正常，防止“打结”。放绳速度应与木轮缠绳的速度同步。
（7）换新绳过程中应避免与其他硬物相碰撞，经过地点要垫上木板。向滚筒上缠绕新绳时，车房出绳口处设专人指挥，如发现打结、排列不整齐，绳速不均等现象时，应停车处理。对绳排列不整齐时，可用铜锤敲打或是石锤敲打。
（8）双筒提升机在打离合器之前，应挂好地锁。单筒要下放时一定要严格执行施工措施，并设专职维护员对机械、电控作好监视，以免事故的发生。
（9）斜井的换绳过程与立井相似，不同之处是斜井上、下口都有车场，不需搪罐。其他步骤均相同。
（10）换绳时一定要有规定的井上、下的联络信号；井上、下口严禁同时作业，否则应有专门措施。
结论
在矿井生产过程，不仅要求提升设备具有较高的安全可靠性，而且要求具有很好的经济性能。提升设备属大型设备，耗电多、投资大、运营费用高，应结合矿井的实际生产条件，确定最经济、合理的设计方案。
参考文献：
[1]武永刚. 矿井提升机安全操作技术[J]. 科技创业家，2014，03：225.
[2]杨川峰. 煤矿提升机坠罐事故技术管理原因分析[J]. 中州煤炭，2014，04：51-53.
[3]李艳芸. 矿井提升系统安全保护装置的优化完善[J]. 煤炭与化工，2014，02：95-96.
[4]管先宗. 矿井提升机的安全可靠性分析与安全管理[J]. 能源与节能，2014，04：59-60.
简介：吴起华：单位：水城县安全生产监督管理局；现任机电助工程师。