1、煤矿提升、运输安全与事故预防,景海龙,主讲内容,第一章 矿井提升系统的组成和分类 第一节 概述 第二节 提升容器 第三节 井架和天轮 第四节 提升钢丝绳 第五节 矿井提升机第二章 制动装置与安全保护装置第一节：制动器第二节：安全保护装置第三章 常见的机械故障及事故预防,第一章 矿井提升系统的组成和分类一、概述：1、提升运输的基本任务 矿井提升系统是矿井生产的重要环节，担负繁重的运输任务。煤矿提升运输系统的基本任务是：（1）把井下采区的煤炭、矸石及其它需要送到地面的东西通过提升运输系统运送到地面；（2）把井下进行用于生产、安全维护、巷道修护等所需要的器材、设备等运送到工作面，为安全生产服务；（32、）运送井下工作人员。可以说矿井提升与运输系统是矿井生产的“动脉”与“咽喉”，其保证安全、经济生产，具有重要意义。,2、提升系统的分类 根据井筒的倾角和提升容器的不同，矿井提升系统可分为以下几类立井普通罐笼提升系统多用于辅助提升，如提升矸石，升降人员和设备，下放材料等。在一些小型矿井也用于提升煤炭。立井箕斗提升系统 主要提升煤炭斜井箕斗提升系统 适于产量大于45万t，井筒倾角大于25的大、中型矿井，斜井箕斗的速度与立井箕斗相似，但卸载曲轨内行程较长，最大提升速度不得超过7m/s。采用重型钢轨不得超过9m/s.斜井串车提升系统 投资小、基建快的优点，适于倾角小于25的小型矿井,规程中关于速度、加速3、度的规定：升降人员或物料的速度不得超过5m/s；专用人车的速度不得超过人车设计的最大允许速度；升降人员时的加速度不得超过0.5m/s3、矿井提升系统主要的组成部分：提升机、电动机、电气控制系统、安全保护装置、提升信号系统、提升钢丝绳、提升容器、井架、天轮、井筒装备（罐道、稳绳、梯子间等）、卸载设备等。,斜井提升系统示意图,提升机,天轮,井筒,容器,地面车场,深度指示,防坠、防脱,控制部分,立井提升系统示意图,提升机,天轮,井架,提升中心线,井筒中心线,卸载曲轨,容器,防撞梁,4、矿用提升机的类型及使用范围,按用途分：主井提升机、副井提升机按结构分：（缠绕式提升机（立井和斜井）、摩 擦式提升机）4、按拖动方式分：（交流拖动提升机、直流拖动提升机）按滚筒个数分：（单筒、双筒）按制动闸分：（带式、块式、盘式）按卷筒直径分：（08、12、16、2）按防爆性能分：（防爆型、非防爆型）,双滚筒提升机卷筒,第二节：提升容器,类种：罐笼、箕斗、箕斗罐笼、矿车、斜井人车、吊桶一、罐笼 普通罐笼：罐笼是一种多用途的提升容器，既能提煤和矿石，也能提升矸石，升降人员，运送材料和设备。我国多用立井单绳普通罐笼和立井多绳罐笼、翻转罐笼、斜井用罐笼。分类：按罐笼所装矿车的名义装载量定罐笼的吨位，1t、1.5t及3t三种.单层、多层,罐笼,单绳普通罐笼组成：主体部分、罐耳、连接装置、阻车器和防坠器 主体：专为升降人员5、和升降人员与物料的罐笼(包括有乘人间的箕斗)，规程要求：罐顶应设置可以打开的铁盖或铁门，两侧装设扶手；罐底必须满铺钢板，并不得有孔。如果罐底下面有阻车器的连杆装置时，必须设牢固的检查门；两侧用钢板挡严，靠近罐道部分不得有孔；进出口必须装设罐门或罐帘，高度不得小于1.2m，罐门或罐帘下部边缘至罐底的距离不得超过250mm，罐帘横杆的间距，不得大于200mm。,罐笼,罐门不得向外开；提升矿车的罐笼内必须装有阻车器；单层罐笼和多层罐笼的最上层，净高(带弹簧的主拉杆除外)不得小于1.9m，其它各层净高不得小于1.8m。带弹簧的主拉杆必须设保护套筒；罐笼内每人应占有不小于0.18m2的有效面积；罐笼每层6、内一次能容纳的人数应明确规定，并应在井口公布。,罐笼,悬挂装置：主拉杆的钢材必须选用优质碳素钢制作，定期作探伤试验。连接装置：用于连接罐笼和提升钢丝绳。每五年更换一次，若探伤合格可继续使用。防坠器：规程“升降人员和升降物料的单绳提升罐笼，带人间的箕斗，必须装设可靠的防坠器。防坠器组成：开动机构、传动机构、抓捕机构、缓冲机构,防坠器,一般要求：1、任何情况下都能制动住断绳下坠的罐笼 应平稳可靠。2、必须保证人身安全 3、结构简单可靠 4、空行程时间不超过0.25s 5、制动过程中罐笼通过的距离不大于0.5m 新安装或大修后的防坠器，必须进行脱钩试验，合格后方可使用。使用中每半年一次不脱钩试验。,7、常用的承接装置：承接梁、罐座、摇台 运送人员时严禁使用罐座。设计和选用罐笼时要满足：在规定时间内完成升降人员的任务；应能升降井下的大型设备（如综采机组和液压支架等），升降人员时必须装设防坠器。结构要紧凑、自重要轻（高强度铝合金等复合材料）,箕斗,（一）箕斗：仅用于提升煤炭1、箕斗主要组成：悬挂装置、斗箱、卸载闸门；立井多绳箕斗 固定斗箱底部卸载式箕斗；优点：闸门结构简单、严密，卡箕斗产生断绳的可能性小，基本要求：结构坚固，重量轻；有足够的的刚度，能承受冲击载荷；装卸速度快；运行可靠，不撒煤，特别是闸门要可靠；在井筒中容易布置，卸载时不使井架受力过大；,新规程对容器规定的变动,第381条第（六）8、款最后段：“罐笼每层内1次能容纳的人数应明确规定。超过规定人数时，把钩工必须制止”。92版第358条规定为“超过规定人数时把钩工有权制止”。将“有权”改成“必须”，说明对把钩工岗位职责要求更加严格，罐笼内乘人数就不充许超过规定，如果超过规定人数提升，说明把钩工没有尽到责任，就是失职。,第393、394、395条规定信号由信号工发送。92版中规定，发送信号由把钩工负责，这样修改更符合实际，更为准确；在92版中“除有上述信号装置外，还必须装设直通电话或传话筒”，在新规程中将传话筒删除，因为传话筒已是很落后的通讯装置了。,第三节、井架和天轮,井架的作用：支持天轮，承受全部提升重量和拉力。固定钢丝绳罐9、道。井架的类型：（材料分）木井架、金属井架和混凝土井架。木井架：用于年产量小，服务年限短金属井架：安装方便、重量较轻，可加高，移动重复使用。混凝土井架：造价便宜，服务年限长。缺点；自重大，不抗震,井架和天轮,金属井架组成：立架、斜架、天轮平台天轮：移动天轮 多用于井下暗斜井提升 或上下山运输。固定天轮 用于大型提升设备,第四节、钢丝绳,1、钢丝绳的选用原则 钢丝绳类型的选择要符合安全技术的要求，既要考虑使用寿命、价格因素、维护特点，又要考虑钢丝绳的使用条件及结构特点。其选用原则主要有以下几个方面：(1)在井筒淋水大、淋水的酸碱度高，以及在回风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。(2)在磨损严10、重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应尽可能选用外层钢丝较粗的三角股钢丝绳。(3)当弯曲疲劳为主要损坏原因时，应选用线接触式顺捻绳或三角股绳。(4)提升钢丝绳捻向的选择：多绳摩擦轮提升机采用左右捻各半；单绳缠绕式提升机的钢丝绳捻向与绳在滚筒的缠绕时的螺旋线方向应一致，其目的是防止缠绕时钢丝绳有“松劲”现象。立井提升，1500MPa或1700MPa；斜井提升，1400MPa或1500MPa,2、提升钢丝绳的结构：矿用提升钢丝绳都是 丝股绳结构，先由钢丝捻成绳股，再有绳股捻制成绳，绳的中间夹着纤维绳芯制成，由于的钢丝绳股数、捻向不同，股中的钢丝数目、钢丝直径、端面形状、排列方式不同，提升钢丝绳可11、以有多种不同类型，性能也不相同。,3、造成钢丝绳断裂主要原因：钢丝磨损严重（内磨损和外磨损）锈蚀（环境潮湿、有淋水、上油不及时）疲劳（钢丝绳选择不当，与天轮、卷筒不匹配）超负荷运行,4、提升钢丝绳定期试验（既试验间隔期）的要求：,升降人员或升降人员和物料的钢丝绳，自悬挂时起，每隔6个月试验一次；悬挂吊盘的钢丝绳，每隔12个月试验一次；升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起经过1年进行第一次试验，以后每隔6个月试验一次；新钢丝绳到货后，必须按规定内容项目进行验收试验，合格后妥善保管备用，防止损坏和锈蚀；每卷钢丝绳必须保存有完整的原始资料（包括出厂厂家说明书、合格证、验收证书等）新绳保管超过1年的钢丝绳，12、在悬挂前必须再进行一次试验，合格后方可使用；直径在18mm及以下专为提升物料用的钢丝绳，有厂家合格证书，外观检查无锈蚀和损伤，可以不做试验。,提升钢丝绳定期试验（既试验间隔期）的要求：,提升钢丝绳在受到突然猛烈冲击负荷后，必须立即停车检查，发现有下列问题之一者，必须将受力段剁掉或更换全绳：钢丝绳产生严重扭曲或变形；断丝断面积同钢丝绳总断面积之比超过5%或10%以上；直径减少值超过10%；遭受猛拉力的一段，其长度伸长达0.5%以上；,5、钢丝绳的安全系数 钢丝绳各钢丝拉断力的总和（不包括试验不合格的钢丝绳拉断力）与计算的最大静拉力（包括绳端荷重和钢丝绳悬垂长度的重量）之比。为了保证提升安全，煤矿13、安全规程规定了钢丝绳的安全系数：提人或混合提升：K9 提物：K7.5 专为提物：K6.5 罐道绳：K6斜井提人：K6.5 斜井提物：K5,日常检查：断丝、直径变化提人时：一个捻距内，断丝断面积与钢丝总断面积差达5%提物时：一个捻距内，断丝断面积与钢丝总断面积差达10%就必须更换当钢丝绳标称直径减小10%，长度伸长0.5%时也必须更换。,6、钢丝绳应做的检验提升钢丝绳在使用前和使用中必须按规定进行做试验，（拉力、弯曲、扭转三项试验）是因为：1、绞车提升钢丝绳所处环境较差（淋水浸蚀、意外卡阻等），受意外冲击负荷变化频繁，钢丝绳的抗拉断力经常变化。2、新绳出厂到投入使用，经过运输、储存、安装等许多环14、节，每一个环节都可能伤害钢丝绳。悬挂后使用中的钢丝绳更受拉伸、弯曲、锈蚀等作用，所以必须做定期试验，才能保证使用安全。,3、外观检查可以判别钢丝绳的生锈、断丝和民生磨损程度，但其毕竟只是定性分析，要作准确定量分析，必须通过试验才能得出正确结论。4、煤矿安全规程对提升钢丝绳定期试验有规定。,新规程钢丝绳规定的变动,第398条第（一）款：“新绳到货后，应由检验单位进行验收检验，”。这里的检验单位是指定购单位在新绳到货后，它有两方面职责，一是负责新绳到货后的验收，二是把钢丝绳送国家授权的钢丝绳检验站进行检验，合格后妥善保管。,第398、399条 第398条第四款：“直径在18mm及其以下的专为提升物15、料用的钢丝绳（主井提升绳除外）”第399条第二款：“摩擦轮式绞车用的钢丝绳、平衡绳以及直径在18mm及其以下的专为升降物料用的钢丝绳（主井提升绳除外），不受此限”。以上两条括号内的“主井提升用绳除外”均为新增内容，它强调了主提升钢丝绳在使用中的严格性和重要性。同样要进行本条文第（一）款和第（三）款所要求的检验。,新规程钢丝绳规定的变动,第402条第（三）款：“新绳和在用绳的韧性指标必须符合表8的规定”，表8的内容是按国家制定的新的行业标准而编制的，92版第378条的表7已是老的行业标准，现已作废，不再使用。第404条 罐道绳和防坠器制动绳（包括缓冲绳）检查次数的规定是新增加的内容，说明罐道绳和16、防坠器制动绳在今后吊挂日检过程中，加强了检查力度。,第五节 矿井提升机,1 缠绕式提升机,原理：利用钢丝绳在滚筒上缠绕和放出，实现容器的提升和放下。类型：国产单绳缠绕式提升机有 JT系列，滚筒直径为800mm1600mm 主要用于井下和矸石山，一般称为矿用绞车 JK系列，滚筒直径为2m5m 多用于立井提升,2、多绳缠绕提升机,特点：提升深度深，提升重量大；如前苏联和英国共同研制提升2250米，载荷18吨的多绳缠绕缠绕式提升机。调绳离合器的作用：更换水平，调节绳长。为什么要调绳？,3、深度指示器,作用：a、指示容器在井筒中的位置 b、容器接近井口时发出减速信号及减速控制指令 c、提升过卷时，切断17、安全回路，实现安全制动 d、减速阶段提供给定速度并通过限速装置实现过速保护测量方法：直接式：测量精确、可靠、不受钢丝绳打滑、蠕动等因素的影响；缺点：技术复杂 间接式：通过与提升容器机械连接的传动机构间接测量提升容器在井筒中的位置。（滚筒转角）简单，易于实现；但不能精确测量。,深度指示器,我国目前的深度指示器有：机械牌坊式深度指示器（立式深度指示器）自整角机圆盘式深度指示器 轴编码器数字式深度指示器 水平选择器（监控器）,第二章 制动装置与安全保护装置,矿井提升机的制动装置和安全保护装置是提升系统的重要组成部分，它直接影响提升机的正常工作和安全运行，因此对提升机的制动器和保护装置必须给予充分的重18、视。一、制动系统 组成：制动器，直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩的机构。传动装置，控制并调节制动力矩的机构,（一）制动器：,（一）制动器：作用：在减速阶段和下放重物时参与提升机的速度控制。在提升终了或停机时，可靠地闸住提升机。作为安全机构，对提升机可进行紧急制动，对提升系统进行保护。对于双卷筒提升机，在更换提升水平、更换钢丝绳和调绳需打开离合器时，闸住游动卷筒。（有些老式制动器不具备此项功能）,制动系统的分类,按制动器的机构分为：块闸（角移式、平移式）盘闸按传动能源的不同分为：液压、气动、弹簧规程要求必须达到以下要求：（十点）1.提升机必须装设司机不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸。3.19、保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵外，还必须能自动抱闸，同时自动切断提升装置电源。5.保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时起至闸瓦刚刚接触到轮上的空动时间：压缩空气式不超过0.5s，液压式不超过0.6s,盘式不超过0.3s,（二）安全保护装置,规程规定必须装设下列安全保护装置，并符合下列要求：1.防过卷装置当提升容器超过正常终端停止位置0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。当提升速度大于3m/s的提升系统内，必须设防撞梁和托罐装置；什么叫全速过卷？提升机在减速阶段不减速，而是以等速阶段的最大速度撞击过卷开关而发生的过卷。,.安全保护装置,2.防过速装置:当提20、升速度超过最大速度15%时，必须自动断电，并使保险闸发生作用。3.过负荷和欠电压保护装置：在过负荷或欠电压情况下使配电开关自 动跳闸，保险闸发生作用。4.限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置 5.深度指示器失效保护装置：当指示器失效时能自动断电并使保险闸发生作用。6.闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时自动报警或断电,安全保护装置,7.松绳保护装置：当钢丝绳松弛时能自动报警或断电8.满仓保护装置9.减速功能保护装置：当提升容器到达设计减速位置时，能示警并开始减速。,第四章 电力拖动与控制,电力拖动分类：交流绕线型感应电动机、直流他激电动机和交流同步电动机三大类。交流拖动装置21、选用地面大型提升机：YR系列电动机中型提升机：JR和JRQ系列电动机井下提升机考虑防潮的特殊要求：选用JRQ系列电动机 若属于三级或超级瓦斯矿井，应选择防爆型电动机。,第五章 提升机的操作运行与维护,提升系统速度图,a,h,t,a1,a0,a2,a3,a5,立井箕斗提升速度图,t0,t1,t2,t3,t4,t5,规程对速度、加速度的规定,1立井中用罐笼升降人员的加速度和减速度：不得超过0.75m/s2，其最大速度，不得超过用下列公式所求得的数值，但最大不得超过12m/s。式中：v最大提升速度，m/s；H一提升高度，m。立井中用吊桶升降人员的最大速度，在使用钢丝绳罐道时，不得超过上述公式求得数值22、的1/2；无罐道时，不得超过1m/s。,规程对速度、加速度的规定,2立井升降物料时，提升容器的最大速度，不得超过用下列公式所求得的数值：立井中用吊桶升降物料的最大速度。在使用钢丝绳罐道时，不得超过用上述公式求得数值的2/3；无罐道时，不得超过2m/s。斜井升降人员的加速度和减速度，都不得超过0.5m/s2;速度不得超过5m/s,第六章 矿井提升机的常见故障及处理,第六章 案例分析,1、钢丝绳、天轮、提升容器常见故障原因及排除方法,4-6 提升机常见机械故障及排除,一、主轴装置常见故障原因及排除方法,五、深度指示器常见故障原因及排除方法,四、联轴器常见故障原因及排除方法,二、减速器常见故障原因及排除方法,三、制动装置常见故障原因及排除方法,