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[摘 要]在煤矿生产系统中，矿井提升系统是保证矿井正常运作的重要组成部分。而矿井提升系统中制动系统的安全可靠工作又是保证矿井提升机完成提升、下放工作任务的前提。在实际生产中，闸盘的过热现象往往没有引起人们的足够重视，最终导致烧盘事故发生，是制动系统不能正常工作，从而影响了煤矿的正常生产。本文就提升机制动系统烧盘原因进行分析，希望能对矿井提升系统安全生产、正常运作有所帮助。
[关键词]矿井提升机；制动系统；闸盘；烧盘
中图分类号：TG577 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0263-02
在煤矿生产系统中，矿井提升系统是保证矿井正常运作的重要组成部分。而矿井提升系统中制动系统的安全可靠工作又是保证矿井提升机完成提升、下放工作任务的前提。
矿井提升系统主要由矿井提升机、电动机、电气控制系统、安全保护装置、提升信号系统、提升容器、提升钢丝绳、井架、天轮、井筒装备及装、卸载附属设备等组成。目前，我国国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列：JT系列提升机滚筒直径为800～1600mm，又称为小绞车，主要用于井下运输工作。JK系列提升机滚筒直径为2000～5000mm，又称为大绞车，主要用于地面井口提升工作。其任务是传递动力、完成提升和下放任务。矿井提升机是矿井进行提升工作的主要设备，其主要由工作机构；制动系统；机械传动系统；润滑系统；观测和操纵系统；拖动、控制和安全保护系统组成。
矿井提升机的制动系统是矿井安全提升运输的最重要环节。它由制动器（执行机构）和传动机构组成。按制动器的结构分：块闸和盘闸。块闸分角移式和平移式。按照传动机构中传动力的不同，制动系统分为液压式、气动式和弹簧式。目前，大中型矿井的提升机基本都采用盘闸制动器。
它的作用有：
（1）在提升终了或停机时，闸住提升机的滚筒或摩擦轮，即正常停车。
（2）在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制，即工作制动。
（3）当发生事故或紧急情况时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提示系统，即安全制动。
（4）双滚筒提升机在更换提升水平或更换钢丝绳和调绳时，闸住游动滚筒，松开固定滚筒。
它的制动力大小主要与以下几个因素有关：
1、 盘闸内弹簧的软硬程度。当弹簧过硬时，会使松闸油压力过大，造成液压系统负荷较重，当弹簧过软时，原因有两个：一是弹簧材料不佳或使用时間过长产生疲劳；二是选择的弹簧较软即弹簧的压紧力过小，二者都会使闸瓦对闸盘的正压力过小，导致实际制动力矩达不到设计制动力矩，并且系统在松闸时，液压站需要较小的系统压力就可以将闸打开，例如：正常使用时，制动压力为6MPa，盘闸才能完全打开，当弹簧较软时，可能只需要5MPa压力，盘闸就能打开。这样会使提升机在需要制动时出现闸不住的现象，从而造成闸瓦在闸盘表面过长时间滑过，而使闸瓦、闸盘表面之间产生摩擦、磨损并发热。
2、制动器闸瓦和闸盘接触面积。按照《煤矿安全规程》规定：闸瓦和闸盘的接触面积应不小于60%。闸瓦和闸盘的接触面积越小时，相同制动力时制动效果就越差，同时，也会使局部接触处由于摩擦力大而造成磨损严重、温度急剧升高。
3、制动闸盘和闸瓦接触面的清洁情况。 当闸盘上油污过多，闸瓦和闸盘摩擦力就会减小，造成制动不到位。根据提升机维护检修制度要求：提升机操作工应在停机状态下检查闸盘、闸瓦表面，如有油污应擦拭干净。
4、闸间隙值大小。《煤矿安全规程》规定的闸间隙应不大于2mm，而在实际生产当中一般调整为1.0～1.5mm。当闸间隙过大时，闸瓦抱住闸盘的空行程时间加长（失去油压后，闸瓦贴向闸盘的过程所需要的时间），导致制动不及时，同时可能会造成制动有效段压力减小。闸间隙过小又会使提升机在正常运行时处于制动临界状态，使得闸瓦、闸盘之间增加不必要的磨损，从而减少制动闸盘、闸瓦的使用寿命。
5、 闸盘偏摆过大对制动力的影响。当闸盘偏摆过大时，在制动时，会产生闸瓦对闸盘的制动力忽大忽小，甚至有时会接触不到闸盘，使制动不到位，不能安全、可靠、及时地实施制动。闸盘偏摆过大的原因主要有以下几点：
（1）选材问题 制动闸制造质量差，材料容易变形；
（2）安装问题 提升机和制动盘安装不合要求，造成制动盘面倾斜；
（3）间隙问题 各闸瓦与制动盘间隙长时间差异过大，造成制动盘轴向受力；
（4）检修问题 各制动器弹簧的疲劳程度不同，造成制动盘轴向受力；
（5）使用问题 使用不当，导致制动盘受热变形。
综上所述，本人认为应从以下几点来考虑控制闸盘温升，避免温度过高而导致烧盘事故发生。
1、 根据矿井提升要求，选择合理的制动闸蝶形弹簧的刚度参数。刚度大，制动力大；刚度小，制动力就小。合理的刚度参数可以保证合理的制动力，而不会导致温升过高。
2、安装制动系统时，正确贴磨闸瓦保证闸瓦闸盘之间的接触面积。贴磨各闸瓦，使接触面积应达到闸瓦全面积的60%以上，其贴磨方法如下：
a）贴磨前，先保证制动盘干净；
b）预测贴闸皮时油压值；
c）预测各闸瓦（制动块）厚度；为保证闸瓦接触面积以减少贴磨时间，并保证闸瓦与制动油缸中心线安装后垂直，可先将闸瓦取下，以闸瓦与滑套贴合面为基准刨削闸瓦，直到刨平，再装配到制动器上。
d）起动主电机进行贴磨闸瓦运转（不得挂钢丝绳和提升容器），贴磨正压力一般不宜过大，贴磨闸瓦应在低速下进行。贴磨时应随时注意制动盘温度不得超过80℃（用点温计测量），以免损伤制动盘表面粗糙度。超温时应停止贴磨，待冷却后再运转。依次断续运转，直到闸瓦接触面积达到要求为止。 3、对提升机及制动系统进行检查维护制度，保持制动闸盘和闸瓦接触面的清洁。
4、正确调整闸瓦与闸盘的间隙。闸间隙的调整过程中应注意：
a）根据《规程》对闸瓦间隙的要求，将间隙调至1.0～1.5mm。
b）在调试制动器过程中，若盘形闸的活塞、滑套、碟形弹簧组不灵活，有卡阻现象时必须进行处理，使其灵活可靠。此后若松闸时间超过0.3秒时，可将盘式制动器的放气旋塞打开，进行放气即可缩短松闸时间。
c）在调整闸瓦与闸盘间隙的过程中，间隙大小确定后，应反复升降液压站的油压（即松闸、紧闸），反复检查闸瓦间隙大小，使闸瓦间隙符合要求（1～1.5mm）。
d）成对闸瓦与制动盘的间隙，应在制动盘不同的圆周部位上（等分四点以上）所测得的闸瓦间隙的平均值的差值不得超过0.2毫米，调整螺栓或调整螺栓拧紧程度应尽量一致，否则将影响制动力。
5、《煤矿机电设备完好标准》规定：采用盘形制动器的提升机制动盘的端面圆跳动不超过1mm。而在提升机的运输、安装和使用过程中由于操作不当，极易造成制动盘的端面圆跳动超过了1mm。可用以下方法进行修正：
（1）车削法：用车床固定提升机闸盘，保证车刀对准绞车轴心线；将两半闸盘接口处用锉刀锉削坡口；用百分表量测闸盘偏摆数据，绘出曲线图，确定车削量。将两罐空载，将大罐放至井底；提升机缓慢动车，大罐上提，速度控制在0.5m/s以内，由专业车工找正车刀架，对好车刀；先车削闸盘外侧，将闸盘最外缘制动闸盘不接触处先车削1mm，以便车削闸盘工作部分时退刀；根据车削需要，绞车速度控制在1m/s以内，由制动盘偏摆最大处微量车削，车削掉闸盘偏摆曲线峰尖和谷底；车削时，每次进刀量控制在0.1mm，单边总车削量不超过1mm；大罐每提升到位为一个车削循环，在大罐到位前退出车刀，再将大罐下放到-550水平后进行第二循环车削；边车削边用百分表量测闸盘偏摆，符合要求后停止车削；车削后表面粗糙度达不到1.6um時，在车刀架上固定粒度为46#的砂轮进行磨削，保证表面粗糙度符合要求；闸盘外侧车削好后，将车刀架移至闸盘内侧，用同样方法车削内侧；重新调整闸瓦间隙，动车试运转，各部分正常后恢复正常提升。（2）加垫法：对制动盘加铜皮进行调整。将制动盘均分为8等分，用信号笔标清测点。提升机慢速运行，用百分表连续进行测量5次，读出每个测点的读数，求取平均值；提前将施工用的垫片及工器具准备好；配好每个螺栓处需加垫片，标示清楚；在需要拆除的螺栓上涂油或喷螺栓松动剂；将提升钢丝绳拉至斜巷上口，保持空勾头；打开盘形制动器，调整前端三组盘形制动器闸瓦间隙至最大；制动压力降为零，关闭前端制动器油管上截止阀；拆除两半制动盘限位平键，动车将一半制动盘转至前端，松开螺栓，留出10mm间隙；用铜锤敲打制动盘，撬棍插入制动盘与滚筒之间缝隙中，让制动盘与滚筒间闪出5mm缝隙；将配制好的垫片按标示插入制动盘和滚筒间；紧固制动盘螺栓，用力矩扳手找正螺栓的扭矩大于500N·m；动车将另一半制动盘转至前端，用同样方法调整另一半制动盘；重新用百分表测量制动盘偏摆数值，小于1mm为合格，否则重新调整。
加垫法适合调整闸盘变形量不大的制动盘，车削法适合调整闸盘变形量较大的场合。
目前利用电子技术对闸间隙、闸盘偏摆、弹簧疲劳程度都进行了较为可靠的实时检测。当检测到闸间隙过大时，可以通过调整闸盘来减小闸间隙；弹簧疲劳后，应及时更换弹簧。而如果闸盘偏摆过大时，需要在现场二次修正闸盘，一方面需要停产维修，另一方面目前国内能够维修闸盘的技术人员很少。因此防微杜渐是最好的办法。
当前的提升机电控系统都是PLC控制的现代化系统，制动闸只是在停车和紧急制动时起作用，一般制动盘并不会发热，所以目前司机和维修人员常忽视对制动盘温度观察。
但是根据一些矿井发生过的烧坏制动盘的故障事故进行事后分析可以看到：
1、闸间隙调节过小；
2、松闸电信号减小而使松闸油压减小；
3、液压站油箱漏油造成松闸油压不足；
4、某组闸盘管路漏油。
这些原因造成提升机长时间抱闸运行，而不能被操作人员察觉，最终导致闸瓦着火，制动盘烧坏。（造成不能察觉的另一个原因是：由于当前的提升机传动方式大多数是变频调速，或者直流调速，这些系统大多都是闭环速度控制系统，当抱闸运行时，对速度的影响很小，所以，不被察觉到）。
由此可见，如果可以对制动盘在其工作阶段进行实时跟踪，进行温度检测，当检测到制动盘温度过高时，立即发送故障信号给提升系统，将会完全避免以上问题出现时造成的危害。
[关键词]矿井提升机；制动系统；闸盘；烧盘
中图分类号：TG577 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0263-02
在煤矿生产系统中，矿井提升系统是保证矿井正常运作的重要组成部分。而矿井提升系统中制动系统的安全可靠工作又是保证矿井提升机完成提升、下放工作任务的前提。
矿井提升系统主要由矿井提升机、电动机、电气控制系统、安全保护装置、提升信号系统、提升容器、提升钢丝绳、井架、天轮、井筒装备及装、卸载附属设备等组成。目前，我国国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列：JT系列提升机滚筒直径为800～1600mm，又称为小绞车，主要用于井下运输工作。JK系列提升机滚筒直径为2000～5000mm，又称为大绞车，主要用于地面井口提升工作。其任务是传递动力、完成提升和下放任务。矿井提升机是矿井进行提升工作的主要设备，其主要由工作机构；制动系统；机械传动系统；润滑系统；观测和操纵系统；拖动、控制和安全保护系统组成。
矿井提升机的制动系统是矿井安全提升运输的最重要环节。它由制动器（执行机构）和传动机构组成。按制动器的结构分：块闸和盘闸。块闸分角移式和平移式。按照传动机构中传动力的不同，制动系统分为液压式、气动式和弹簧式。目前，大中型矿井的提升机基本都采用盘闸制动器。
它的作用有：
（1）在提升终了或停机时，闸住提升机的滚筒或摩擦轮，即正常停车。
（2）在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制，即工作制动。
（3）当发生事故或紧急情况时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提示系统，即安全制动。
（4）双滚筒提升机在更换提升水平或更换钢丝绳和调绳时，闸住游动滚筒，松开固定滚筒。
它的制动力大小主要与以下几个因素有关：
1、 盘闸内弹簧的软硬程度。当弹簧过硬时，会使松闸油压力过大，造成液压系统负荷较重，当弹簧过软时，原因有两个：一是弹簧材料不佳或使用时間过长产生疲劳；二是选择的弹簧较软即弹簧的压紧力过小，二者都会使闸瓦对闸盘的正压力过小，导致实际制动力矩达不到设计制动力矩，并且系统在松闸时，液压站需要较小的系统压力就可以将闸打开，例如：正常使用时，制动压力为6MPa，盘闸才能完全打开，当弹簧较软时，可能只需要5MPa压力，盘闸就能打开。这样会使提升机在需要制动时出现闸不住的现象，从而造成闸瓦在闸盘表面过长时间滑过，而使闸瓦、闸盘表面之间产生摩擦、磨损并发热。
2、制动器闸瓦和闸盘接触面积。按照《煤矿安全规程》规定：闸瓦和闸盘的接触面积应不小于60%。闸瓦和闸盘的接触面积越小时，相同制动力时制动效果就越差，同时，也会使局部接触处由于摩擦力大而造成磨损严重、温度急剧升高。
3、制动闸盘和闸瓦接触面的清洁情况。 当闸盘上油污过多，闸瓦和闸盘摩擦力就会减小，造成制动不到位。根据提升机维护检修制度要求：提升机操作工应在停机状态下检查闸盘、闸瓦表面，如有油污应擦拭干净。
4、闸间隙值大小。《煤矿安全规程》规定的闸间隙应不大于2mm，而在实际生产当中一般调整为1.0～1.5mm。当闸间隙过大时，闸瓦抱住闸盘的空行程时间加长（失去油压后，闸瓦贴向闸盘的过程所需要的时间），导致制动不及时，同时可能会造成制动有效段压力减小。闸间隙过小又会使提升机在正常运行时处于制动临界状态，使得闸瓦、闸盘之间增加不必要的磨损，从而减少制动闸盘、闸瓦的使用寿命。
5、 闸盘偏摆过大对制动力的影响。当闸盘偏摆过大时，在制动时，会产生闸瓦对闸盘的制动力忽大忽小，甚至有时会接触不到闸盘，使制动不到位，不能安全、可靠、及时地实施制动。闸盘偏摆过大的原因主要有以下几点：
（1）选材问题 制动闸制造质量差，材料容易变形；
（2）安装问题 提升机和制动盘安装不合要求，造成制动盘面倾斜；
（3）间隙问题 各闸瓦与制动盘间隙长时间差异过大，造成制动盘轴向受力；
（4）检修问题 各制动器弹簧的疲劳程度不同，造成制动盘轴向受力；
（5）使用问题 使用不当，导致制动盘受热变形。
综上所述，本人认为应从以下几点来考虑控制闸盘温升，避免温度过高而导致烧盘事故发生。
1、 根据矿井提升要求，选择合理的制动闸蝶形弹簧的刚度参数。刚度大，制动力大；刚度小，制动力就小。合理的刚度参数可以保证合理的制动力，而不会导致温升过高。
2、安装制动系统时，正确贴磨闸瓦保证闸瓦闸盘之间的接触面积。贴磨各闸瓦，使接触面积应达到闸瓦全面积的60%以上，其贴磨方法如下：
a）贴磨前，先保证制动盘干净；
b）预测贴闸皮时油压值；
c）预测各闸瓦（制动块）厚度；为保证闸瓦接触面积以减少贴磨时间，并保证闸瓦与制动油缸中心线安装后垂直，可先将闸瓦取下，以闸瓦与滑套贴合面为基准刨削闸瓦，直到刨平，再装配到制动器上。
d）起动主电机进行贴磨闸瓦运转（不得挂钢丝绳和提升容器），贴磨正压力一般不宜过大，贴磨闸瓦应在低速下进行。贴磨时应随时注意制动盘温度不得超过80℃（用点温计测量），以免损伤制动盘表面粗糙度。超温时应停止贴磨，待冷却后再运转。依次断续运转，直到闸瓦接触面积达到要求为止。 3、对提升机及制动系统进行检查维护制度，保持制动闸盘和闸瓦接触面的清洁。
4、正确调整闸瓦与闸盘的间隙。闸间隙的调整过程中应注意：
a）根据《规程》对闸瓦间隙的要求，将间隙调至1.0～1.5mm。
b）在调试制动器过程中，若盘形闸的活塞、滑套、碟形弹簧组不灵活，有卡阻现象时必须进行处理，使其灵活可靠。此后若松闸时间超过0.3秒时，可将盘式制动器的放气旋塞打开，进行放气即可缩短松闸时间。
c）在调整闸瓦与闸盘间隙的过程中，间隙大小确定后，应反复升降液压站的油压（即松闸、紧闸），反复检查闸瓦间隙大小，使闸瓦间隙符合要求（1～1.5mm）。
d）成对闸瓦与制动盘的间隙，应在制动盘不同的圆周部位上（等分四点以上）所测得的闸瓦间隙的平均值的差值不得超过0.2毫米，调整螺栓或调整螺栓拧紧程度应尽量一致，否则将影响制动力。
5、《煤矿机电设备完好标准》规定：采用盘形制动器的提升机制动盘的端面圆跳动不超过1mm。而在提升机的运输、安装和使用过程中由于操作不当，极易造成制动盘的端面圆跳动超过了1mm。可用以下方法进行修正：
（1）车削法：用车床固定提升机闸盘，保证车刀对准绞车轴心线；将两半闸盘接口处用锉刀锉削坡口；用百分表量测闸盘偏摆数据，绘出曲线图，确定车削量。将两罐空载，将大罐放至井底；提升机缓慢动车，大罐上提，速度控制在0.5m/s以内，由专业车工找正车刀架，对好车刀；先车削闸盘外侧，将闸盘最外缘制动闸盘不接触处先车削1mm，以便车削闸盘工作部分时退刀；根据车削需要，绞车速度控制在1m/s以内，由制动盘偏摆最大处微量车削，车削掉闸盘偏摆曲线峰尖和谷底；车削时，每次进刀量控制在0.1mm，单边总车削量不超过1mm；大罐每提升到位为一个车削循环，在大罐到位前退出车刀，再将大罐下放到-550水平后进行第二循环车削；边车削边用百分表量测闸盘偏摆，符合要求后停止车削；车削后表面粗糙度达不到1.6um時，在车刀架上固定粒度为46#的砂轮进行磨削，保证表面粗糙度符合要求；闸盘外侧车削好后，将车刀架移至闸盘内侧，用同样方法车削内侧；重新调整闸瓦间隙，动车试运转，各部分正常后恢复正常提升。（2）加垫法：对制动盘加铜皮进行调整。将制动盘均分为8等分，用信号笔标清测点。提升机慢速运行，用百分表连续进行测量5次，读出每个测点的读数，求取平均值；提前将施工用的垫片及工器具准备好；配好每个螺栓处需加垫片，标示清楚；在需要拆除的螺栓上涂油或喷螺栓松动剂；将提升钢丝绳拉至斜巷上口，保持空勾头；打开盘形制动器，调整前端三组盘形制动器闸瓦间隙至最大；制动压力降为零，关闭前端制动器油管上截止阀；拆除两半制动盘限位平键，动车将一半制动盘转至前端，松开螺栓，留出10mm间隙；用铜锤敲打制动盘，撬棍插入制动盘与滚筒之间缝隙中，让制动盘与滚筒间闪出5mm缝隙；将配制好的垫片按标示插入制动盘和滚筒间；紧固制动盘螺栓，用力矩扳手找正螺栓的扭矩大于500N·m；动车将另一半制动盘转至前端，用同样方法调整另一半制动盘；重新用百分表测量制动盘偏摆数值，小于1mm为合格，否则重新调整。
加垫法适合调整闸盘变形量不大的制动盘，车削法适合调整闸盘变形量较大的场合。
目前利用电子技术对闸间隙、闸盘偏摆、弹簧疲劳程度都进行了较为可靠的实时检测。当检测到闸间隙过大时，可以通过调整闸盘来减小闸间隙；弹簧疲劳后，应及时更换弹簧。而如果闸盘偏摆过大时，需要在现场二次修正闸盘，一方面需要停产维修，另一方面目前国内能够维修闸盘的技术人员很少。因此防微杜渐是最好的办法。
当前的提升机电控系统都是PLC控制的现代化系统，制动闸只是在停车和紧急制动时起作用，一般制动盘并不会发热，所以目前司机和维修人员常忽视对制动盘温度观察。
但是根据一些矿井发生过的烧坏制动盘的故障事故进行事后分析可以看到：
1、闸间隙调节过小；
2、松闸电信号减小而使松闸油压减小；
3、液压站油箱漏油造成松闸油压不足；
4、某组闸盘管路漏油。
这些原因造成提升机长时间抱闸运行，而不能被操作人员察觉，最终导致闸瓦着火，制动盘烧坏。（造成不能察觉的另一个原因是：由于当前的提升机传动方式大多数是变频调速，或者直流调速，这些系统大多都是闭环速度控制系统，当抱闸运行时，对速度的影响很小，所以，不被察觉到）。
由此可见，如果可以对制动盘在其工作阶段进行实时跟踪，进行温度检测，当检测到制动盘温度过高时，立即发送故障信号给提升系统，将会完全避免以上问题出现时造成的危害。