1、金 属 非 金 属 矿 山矿 井 安 全 提 升,第一章矿井提升概述 矿物的地下开采过程中必须有这样一道工序：将采矿工人、设备、工具和必要的材料运至井下工作场地并把采出的矿石、废石以及轮换作业的工人运至地面。这道工序就是矿井提升。一、矿井提升系统 金属非金属矿山地下开采使用的矿井提升设备主要工作方式，是沿着井筒（包括斜井及盲竖井）实现矿井生产过程中提升人员、矿石、岩石及物料、运送机械设备、器材等的目的。该系统在矿井生产的过程中占据主要的作用，尤其在安全生产方面至关重要。为了保证矿井提升工作安全高效的运行，则在完成该项任务时会有多种不同的设备、多种不同的保护及信号装置、可靠的电气控制及能源供给、2、多种制度管理、多种检测检验和检修配合、以及人员培训和资金保证等一整套复杂的组成部分。我们将这些综合在一起称为矿井提升系统。简单的说，矿井提升系统具体的由：主要提升设备、辅助提升设备、井筒及井架装备、安全保护装置、工业场地厂房和组织管理软件六部分组成。二、矿井提升的方式 目前，矿井提升方式主要有以下几种：钢丝绳（缠绕式提升机和摩擦式提升机）提升、输送机提升、水利提升、气力提升等。但是，目前在世界范围内，矿井主要使用由缠绕式提升机和摩擦式提升机带动钢丝绳牵引容器的提升方式,本次讲课的内容只限于钢丝绳提升方式范围以内，即采用缠绕式和摩擦式提升机的提升方式。为此，以上讲到的提升系统六个组成部分可由下列3、元素组成：1、主要提升设备包括：提升机（含电气控制）、提升主钢丝绳、提升容器（箕斗、罐笼、矿车、人车）、井架（井塔）、天轮等。2、辅助提升设备包括：、装载设备、卸载设备、提升容器定位（摇台、稳罐器或罐座）设备，井底装置、供电系统3、井筒及井架装备包括：罐道（钢质、木质、钢丝绳、斜井钢轨）组件、稳罐装置（罐引、防撞绳）、罐道梁、梯子间（除进行井筒内提升设备检修外亦作为安全出口使用）。非直接提升系统的井筒装备还包括排水管路、供电及通信电缆及缆卡等。4、安全保护装置包括：提升信号系统、监控及录像装置、井架防撞梁及托罐装置、楔形罐道、提升闭锁装置、各种超限保护装置、防坠装置和监测检测设备装置等。5、工4、作场地包括：井筒（斜井）、提升机房、井下各中段马头门、装载硐室、信号房、设备维修场地等。6、组织和管理软件包括：各项管理制度、各项安全规章制度、各项检测检修制度、人员培训、记录归档等内容。,三、矿井提升系统的种类（一）按提升机的种类及工作场地和不同物质分：单绳缠绕提升机配箕斗提升矿石的竖井提升系统；单绳缠绕提升机配罐笼提升人员、物料和器材的竖井提升系统；单绳缠绕提升机配斜井箕斗提升矿石的斜井提升系统；单绳缠绕提升机配斜井人车或串车的斜井提升系统；多绳摩擦提升机配多绳箕斗提升矿石的竖井提升系统；多绳摩擦提升机配多绳罐笼提升人员、物料和器材的竖井提升系统；其中多绳摩擦提升机的提升系统中根据提升机安5、装位置的不同又分为落地摩擦轮提升和井塔摩擦轮提升。各系统的基本方式如图1-11-4（二）按工作类型及结构分为七类（1）按用途分：主井提升设备、副井提升设设备；（2）按提升容器分：箕斗提升设备、罐笼提升设备、吊桶提升设备和串车提升设备。（3）按提升机类型分类：单绳缠绕式提升设备、多绳摩擦式提升设备。（4）按滚筒数量分类：单绳单筒提升设备、单绳双筒提升设备；（5）按拖动方式分类：交流提升设备、直流提升设备；（6）按平衡方式分类：无尾绳的不平衡提升系统、有尾绳的平衡提升系统；,（7）按井筒的角度分类：竖井提升设备、斜井提升设备、露天矿斜坡提升设备。竖井提升系统中，小型矿井多数采用竖井单绳提升方式，竖6、井多绳提升方式只在井筒深度3001400m，一次提升量超过4吨以上时使用。根据本省的情况，使用单绳缠绕提升设备比较普遍。本次主要讨论单绳缠绕提升设备及其组成的系统，对于多绳摩擦提升设备暂不研究。,斜井箕斗提升系统示意图1-翻笼硐室或主溜井 2装载仓 3装载闸门 4箕斗 5井筒车 6井架栈桥 7卸载曲轨 8卸载仓 9天轮 10-提升机,斜井串车提升系统图1-提升机，2一天轮，3-提升钢丝绳，4-矿车，5-装载闸门，6-井下矿仓，7-运输巷，8-斜井井口，9一井架,第二章 影响矿井提升的安全因素 不管提升设备如何向更加完善的方向发展，矿井提升的安全事故目前时有发生。究其原因，主要有几种因素构成：17、机械质量事故：机械质量事故的发生表现在制作设备部件的材料不符合要求、加工手段和精度不能达到标准、部件的探伤和检测检验不健全、设计不合理等因素。由于我国生产的提升机已经具备规范化和标准化，正规厂家生产的设备由于自身质量问题引发的事故较少。2、机械故障事故：机械故障主要表现在设备的安装和使用不合理。表现为，在用的设备和基础未按设计要求安装施工、设备安装人员不具备施工资格、安装工具和检测工具不满足施工要求等。使用过程中的设备经常处于超负荷的状态运行、设备检修和零部件更换不及时等因素。3、人员责任事故：主要因素为：操作人员未经严格培训，操作不熟练并且紧急情况应变能力差。检查、维修人员责任心不强，技术8、能力低下。管理者安全意识不强，违章指挥等。以上是构成提升事故的主要因素。在现实生产过程中，可以通过下面一个事故案例进行分析：案例：2008年济源煤业有限责任公司八矿重大坠罐事故案例,（2008年7月10日8时30分许，河南省济源煤业有限责任公司八矿（以下简称济煤八矿）发生1起坠罐事故，造成11人死亡，直接经济损失330万元。）事故经过：济煤八矿位于河南省济源市克井镇交地村，其前身为济源市克井交地煤矿。发生事故的济煤八矿新建主井井口安装一台JTK1.6/1.2型单滚筒提升绞车。该绞车系河南省宏发矿山机械厂假冒焦作市日安矿山设备制造有限公司名义制造的产品。厂家于2007年5月在济煤八矿新建主井的临9、时绞车房内安装完毕，未经有关机构检测检验便投入使用。提升系统除过卷保护外，未安装其它保护。该绞车共有三套制动闸构成，其中工作闸位于减速机高速端，由操作人员手动控制；安全闸分别由安装在卷筒上的重锤式块闸和安装在电机端的弹簧式小抱闸构成，由操作台上的紧停按钮和紧急制动脚踏开关控制。提升容器为自重2203kg罐笼；正常提升时每次装1吨矿车1辆，每次最多允许乘人数为12人；罐笼底板有效面积为2.3平方米；配套安装FZA-10型防坠器，提升用钢丝绳型号为619FC-21.5-1670，造。2008年6月中旬，该绞车滚筒和减速器之间的联轴器右侧挡板联结螺栓被拉断，挡板脱落，未再安装，外齿轮长期露出联轴器外10、壳10毫米以上，一直运行至事故发生。2008年7月10日零点班，济煤八矿新建主井有11人在井下作,业。凌晨4-5时许，零点班绞车司机王改丽发现绞车联轴器外齿轴套齿轮露出联轴器外壳约30毫米后不敢再开动绞车。叫机电维修工王某进行处理，王某来到后认为绞车已坏无法修理，绞车不能再使用，并先后向济煤八矿新建主井井下工程施工单位现场负责人包劲松和陈小平报告了情况。包劲松和陈小平到后认为绞车可以继续使用。陈小平使用电钻和锤子将绞车联轴器复位后又继续让零点班绞车司机王改丽开动绞车。绞车开动过程中，因联轴器经常出现滑脱，造成多次停车。8时左右，八点班绞车司机赵小娜接班上岗，此时联轴器滑脱现象已经很严重，滑脱长11、度达30mm以上。陈小平、王火现和其他几名工人要不时地用锤子和撬杠将联轴器复位。8时20分左右，王火现和其他4名八点班工人乘坐罐笼到新建主井井下维修水泵。罐笼到达井底后，零点班的11名工人乘上罐笼升井。赵小娜在绞车房接到提升信号后，开始操纵绞车提升罐笼，此时陈小平手拿撬杠一直在联轴器旁，试图用撬杠阻止联轴器滑移。当罐笼提升约30米时，司机听到绞车电机声音异常振动厉害并发现绞车运转不动，随即手拉工作闸并切断电源，实现安全制动，使罐笼悬停。这时，陈某见绞车联轴器内齿轮轴套滑脱严重，就又用撬杠将联轴器内齿轴套复位并用撬杠别住联轴器，随后命令司机继续强行开动绞车。司机一边紧拉工作闸手把，以工作闸稳住滚12、筒，一边按下送电按钮，解除安全制动，将主令控制器推至一档，发现滚筒不转动后（绞车过负荷运行），就推向二档，可能由于连轴节安装偏斜，联轴器在旋转时内外齿轮轴套上生成极大的轴向力，陈某用撬杠无法阻止联轴器滑移，瞬间内、外齿,轮分离，滚筒失去提升力。这时，滚筒开始反向转动，罐笼迅速下滑。司机赶紧双手紧拉工作闸，但制动失效，罐笼中的11人坠落井底。罐笼到达井底后，钢丝绳在自身重力和惯性力作用下全部坠落于井下，并带动滚筒高速旋转的同时将卷筒衬板全部拉裂，所有衬板在离心力作用下飞出，将绞车房顶石棉瓦多处打穿。分析：1、提升机为非正式厂家制造；2、设备未经有关单位检验检测，安全保护系统不健全；3、该提升机目13、前因制动系统问题已被列入禁止井工煤矿用作主要提升机使用；4、提升机使用过程中过负荷情况严重5、存在较大的安装质量问题和系统匹配问题；6、矿级有关领导忽视安全，违章指挥；7、安全检查部门监管不利；以上为本次事故的主要因素。,第三章提升设备及安全第一节 提升机一、提升机的种类：自新中国成立以来，矿井提升机的制造和研发一直备受党和国家政府的重视。早在1953年由抚顺重机厂访苏制生产KJ系列矿用提升机。当时有两个系列，卷筒直径在3m以下的是访苏型，3m以上是访苏型。该机型至1958年转为洛阳矿山机器厂成批生产，到1965年停止生产。大约拥有量900台。到20世纪末，一部分报废，一部分经改造使用，一部分14、未加改造还在使用中。下面是该种提升机的平面图和制动系统图：,KJ型矿井提升机布置平面图,自1968年根据KJ型提升机的缺陷进行了改进设计，定型为JKA型矿井提升机，如图：,1966年我国开始自主研发矿用提升机，1969年起先后设计出XKT型矿井提升机和改进型XKT-B型提升机，但以上型号提升机本身存在着一些缺陷。如过多的使用了当时技术还不成熟先进的部件、使用不成熟的材料和技术等。虽经XKT-B型提升机进一步改进，但最终摆脱不掉先天的不足。1976年随着JK型矿井提升机的设计并制造，我国结束了依靠进口设备和仿制设备的局面。随着进一步对JK型提升机的不断完善，无论在制造精度，大型和超大型直径卷筒制15、造方面，以及先进的数字化电气控制方面，目前基本达到和超过了国际的先进水平。并制造出了大型的JKMD和JKM落地摩擦轮和塔式摩擦轮提升机。,JK型矿井提升机,（JKMD落地摩擦轮提升机）,（JKM塔式摩擦轮提升机）,此外，为了满足小型矿山的需要，相继开发了卷筒直径在1.6m一下的JTP型和JTK型提升机产品。其中JTP型提升机外形与JK型提升机基本相同，只是卷筒直径在1.6m及以下。JTK型结构与之不同，采用了块式制动方式。,二、提升机的制动系统：提升机制动系统，目前采用两种方式。一种是盘形制动器，一种是块式制动器。还有一种带式制动器在矿井提升机上已经被淘汰。各种制动器的结构如下：盘形制动器：,16、块式制动器：有角移式、平移式和综合式三种。结构形式如下：,三、提升机的保护装置：为了保证提升机无故障运行，保障矿井及乘罐人员的安全。提升机控制及制动部分安装了必要的保护装置。按安全规程规定矿井提升机必须装设：限速保护装置：罐笼提升系统最高速度超过4ms和箕斗提升系统最高速度超过6ms时，控制提升容器接近预定停车点时的速度应不超过2ms；主传动电动机的短路及断电保护装置：保证安全制动及时动作；过卷保护装置：安装在井架和深度指示器上；当提升容器或平衡锤超过正常卸载(罐笼为进出车)位置O.5m时，使提升设备自动停止运转，同时实现安全制动；此外，还应设置不能再向过卷方向接通电动机电源的联锁装置；过速保17、护装置：当提升速度超过规定速度的15时，使提升机自动停止运转，实现安全制动；过负荷及无电压保护装置：当提升机过负荷或供电中断时，使提升机自动停止运转；提升机操纵手柄与安全制动之间的联锁装置：操纵手柄不在“O”位、制动手柄不在抱闸位置时，不能接通安全制动电磁铁电源而解除安全制动；,闸瓦磨损保护装置：闸瓦磨损超过允许值或制动弹簧(或重锤机构)行程超限时，应有信号显示及安全制动；圆盘闸制动系统，制动油压过高、或制动油泵电动机断电、或制动闸变形异常时，应实现安全制动；润滑系统油压过高、过低或制动油温过高时，应使下一次提升不能进行；当提升容器到达两端减速点时，应使提升机自动减速或发出减速信号；采用直流电18、动机传动时，主传动电动机应装设失励磁保护；测速回路应有断电保护；提升机与信号系统之间的闭锁装置：司机未接到工作执行信号不能开车；应同时设有解除这项闭锁的装置；该装置未经许可，司机不应擅自动用。深度指示器失效保护等上述保护有些安装与提升机主体上，有些安装于井架、井口、信号房和井下各马头门等处互为闭锁或形成多线控制保护。,安装在提升机深度指示器之上的保护如图所示：减速极限保护开关：限速保护用凸轮及自整角机；过卷保护开关；深度指示器失效保护；警铃其他一些保护分别组合在电气控制系统内实现。值得一提的是，目前由于JTK型提升机由于其提升速度底（最高在4m/s范围以内），对于需要测速发电机进行控制的保护均19、不能实现。解决的方法可以更换电气控制系统，如TDK-PC或TDK-PLC控制柜解决。对于加装后备保护器方案不能保证提升系统的安全性。,第二节 井架一、井架形式1）立井普通A形井架,2）落地摩擦轮提升井架,二、井架的功能 井架在提升系统中的主要功能有：（a）支撑天轮、安装卸载曲轨（箕斗提升时）及各种附属装置，承受全部提升负荷和提升机的拉力；（b）固定罐道，承担钢丝绳罐道及其重锤的拉力。（c）提升系统的定位三、井架的分类a.木质井架木质井架主要用于服务年限较短（一般810年左右），产量低，服务水平浅的小型矿井。此外，临时性的掘进施工也可采用木井架。b.金属井架金属井架目前使用较广泛，可以实现在工厂20、制造移至现场安装。优点是：服务年限长、弹性大、易于调整、耐震动等。缺点是：耐火性能差、钢材耗量大、造价高、容易受腐蚀。C.钢筋混凝土井架其井架具有服务年限长、耐火性好、刚度大、抗震动性能好等优点，其缺点是：自重大、施工周期长、不易于调整所以抗地震能力差等。该井架主要应用于塔式摩擦轮提升机。,四、使用中对井架的一般要求：使用中的井架除满足按设计要求刚性和强度制作的同时，更重要的应满足提升容器在其中的自由运行空间，其最重要的指标就是满足过卷高度值。井架过卷高度是指提升容器从井口正常位置到容器某一部分接触到井架限定位置部分为止的高度。其作用是防止因误操作或提升机控制系统失灵造成提升容器过度提放后损坏21、井架、天轮或拉断钢丝绳而设置的一段缓冲高度，此高度有利于提升容器的检修或更换；有利于提升和下放超长的大件设备和材料。五、过卷高度的计算：罐笼（包括带乘人间的箕斗升降人员时）：罐笼从井口出车平台卸载的正常位置，自由的提升至罐笼连接装置的上绳头同天轮轮缘接触时为止的高度，或者罐笼的上顶面与井架的限位装置（防撞梁等）接触位置的高度。值得注意的是，在双罐笼提升时井底同样有过卷行程。箕斗：有井口卸载时的正常位置，提升到箕斗连接装置上绳头同天轮轮缘接触的高度，或者提升到箕斗顶盖同井架防撞梁接触位置的高度。吊桶提升时：从吊桶倒矸时提起的最大高度能够自由地提升到上部滑架同天轮轮缘相接触为止的高度。,六、过卷高22、度规定值1提升速度低于3ms时，不小于4m；2提升速度为36ms时，不小于6m；3提升速度高于6ms、低于或等于10ms时，不小于最高提 升速度下运行1s的提升高度；4提升速度高于10ms时，不小于10m；5凿井期间用吊桶提升时，不小于4m。七、过卷保护设置为了防止提升容器过卷事故的发生，井架本体上应安装过卷保护器，并且规定了过卷距离，其规定如下：凡提升容器高出出车平台（或卸载位置）0.5m时，则称为过卷。为防止过卷造成事故，在井架和提升机的深度指示器上分别安装过卷开关，并接入安全回路。八、其他保护：1、防撞梁和托罐装置：结构示意图,第三节 提升容器一、竖井罐笼1、竖井罐笼的结构和选用方法罐笼23、为竖井提升多用途的提升容器，它既可以提升矿石和岩石，也可以升降人员、运送材料和设备。罐笼主要用于矿山的副井提升，也可用于小型矿井的主井提升。金属非金属矿山使用的罐笼按其结构和外形尺寸确定罐笼型号，分为1#至6#不等，每种罐笼又有单层和多层之分。单绳罐笼的型号冠以YJGS系列表示冶金工业部单绳罐笼配钢丝绳罐道，冠以YJGG系列表示冶金工业部单绳罐笼配钢轨及型钢罐道。经常使用的单层单车罐笼的基本结构如图2-1所示,单绳1t单层普通罐茏结构图1-提升钢线绳；2-双面夹紧楔形绳卡；3-主拉杆；4-防坠器；5-胶轮罐耳（用于组合钢罐道）；6-淋水棚；7-横梁；8-立柱；9-钢板；10-罐门；11-轨道；24、12-阻车器；13-稳罐罐耳；14-罐盖；15-套管罐耳（用于绳罐道）,2、罐笼的选择 罐笼的选型使用主要考虑提升的对象。提升对象主要是人员、器材、矿车和设备等。器材和设备的提升要保证罐笼有必要的空间和强度。用于提升矿车时除保证其强度外最重要的是满足外形尺寸和间隙的要求。一般情况下，1#普通罐笼只能满足YGC0.5（6）矿车的装载要求。2#普通罐笼能够满足YGC0.5（6）、YGC0.7（6）和YFC0.5（6）矿车的装载要求。其他罐笼适应的矿车查有关资料确定。3、罐笼使用的规定1）立井中升降人员，必须使用罐笼或带乘人间的箕斗，不得使用普通箕斗升降人员。2）专为升降人员和升降人员与物料的罐笼（25、包括有乘人间的箕斗），必须安装防坠器等防坠机构。3）专为升降人员和升降人员与物料的罐笼（包括有乘人间的箕斗），必须符合：（1）罐顶应设置可以打开的铁盖或铁门；（2）罐底必须铺满铁板，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；（3）两侧用钢板挡严，靠近罐道部分不得有孔；,（4）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。罐帘横杆间距不得大于200mm。罐门不得向外开；（5）提升矿车的罐笼内必须装有阻车器；（6）罐笼内每人应占0.18m2的有效面积；（7）罐笼内每层一次能容纳的人数应明确规定，并应在井口公布；（8）罐体内26、应设置供乘罐人员扶握的扶手。设置的高度应为1600mm50mm；（9）升降人员时，严禁使用罐座、二、提升用箕斗箕斗是单一用途的提升容器。金属非金属矿山使用的箕斗可分为竖井箕斗和斜井箕斗。其中竖井箕斗的形式有底缷式竖井箕斗、翻转式竖井箕斗和侧缷式竖井箕斗三种。斜井箕斗可分为前卸式斜井箕斗和后卸式斜井箕斗。1、竖井翻转式箕斗竖井翻转箕斗的结构形式：目前使用的竖井箕斗大都是翻转式箕斗，是本次主要介绍的内容。其他形式箕斗请参考有关资料了解。竖井翻转式箕斗的外形和结构图如下：,2023-11-29,39,可编辑,图22翻转式箕斗结构 1、楔形绳环吊挂装置，2、提升框架，3、斗箱，4、卸载曲轨,2、竖井翻27、转箕斗的标准型谱：金属非金属矿山使用的竖井翻转式箕斗一般以箕斗容积命名，常用的有1.2m3、1.6m3、2m3、2.5m3、3.2m3、4m3。几种规格3、竖井翻转箕斗的选用和使用注意事项 应选择标准系列并按系列图纸生产的箕斗。要求其外形尺寸，材料材质、检测和出厂文件必须合格齐全；箕斗必须与提升机、提升钢丝绳匹配合理，不准使用超过提升机和钢丝绳最大张力的箕斗进行提升作业 翻转箕斗选用参考数据：卷筒直径为2m的提升机一般应选用1.2m3和1.6m3箕斗，卷筒直径为2.5m的提升机可以选用1.6m3和2.0m3箕斗。箕斗禁止提升人员。如因事故处理、井筒检修等作业，应提出安全措施并报矿总工程师和主管28、矿长批准。三、斜井（坡）箕斗斜井箕斗有前翻式、后卸式和底卸式三种，目前金属非金属矿山斜井箕斗多为后卸式箕斗。有些特小型矿山采用前倾式冶金料斗进行提升是很不安全的，不建议采用。斜井（坡）箕斗的选用标准箕斗是国内几大设计院设计经有关部门审核批准后定型生产的。应优先选用。非标准箕斗应请专门的设计单位进行设计。常用箕斗的系列型谱有,斜坡箕斗：以斗箱容积命名，有1.5m3至30m3共13个产品斜箕斗系列型谱分露天型HBJ系列和地下型NJJ系列两种，由3 m3至14m3每系列含5个产品。箕斗的形式箕斗的结构形式：后卸式箕斗结构主要有：1.斗箱；2.后卸载扇形闸门；3.行走轮系；4.牵引装置；5.卸载曲轨等29、组成。该箕斗可在倾斜为1830的斜井中提升矿石和岩石。后卸式箕斗的外形及结构图如下：,图3-3 后卸式箕斗1-斗箱，2-扇形闸门，3-行走轮组，4=牵引装置,四、矿车矿车除作为平巷的运输工具外也可以作为斜井的提升容器。作为提升容器可以以单车形式提升也可以以串车形式提升。1、普通矿车的选型金属非金属矿山提升用的普通矿车有两种类型。第一类为翻转车厢矿车简称翻转矿车，第二类为固定车厢矿车称固定矿车。翻转矿车的型号为YFC加斗箱容积和轨距值。固定矿车的型号为YGC加斗箱容积和轨距值。2、矿车的使用要求矿车外形无明显变形；两端碰头符合要求，不缺失；车轮转动灵活；两轴平行并固定；斗箱转动灵活等。五、由提升30、容器选择不合理造成提升事故的原因：提升容器选择不合理造成的事故一般为断绳和跑车事故，引起钢丝绳断绳和跑车的原因，主要是选择了超过提升机、钢丝绳所允许荷载的提升容器（箕斗、罐笼、矿车）。过大的提升容器，使提升过程中提升机、钢丝绳长期超负荷运行，钢丝绳因破断力不足而被拉断，提升机主轴因疲劳而断裂。,第四节 防坠器防坠器是竖井提升罐笼的一种安全装置。在提升过程中，一旦发生钢丝绳断绳或连接装置破坏情况，将会造成墜罐事故，严重时甚至造成严重的人员伤亡事故。所以金属非金属矿山安全规程中规定，升降人员或升降人员和物料的罐笼，必须装设可靠的防坠器。一、防坠器的种类目前，我国使用的防坠器，主要有一下三种：木罐道31、防坠器；制动绳防坠器；钢轨罐道防坠器目前使用极少；木罐道防坠器使用中表现的缺点多。目前提升中不论采用哪种罐道形式均采用以制动绳防坠器进行保护的方案为首选方案。二、防坠器的形式我国金属非金属矿山防坠器的主要形式有YFS系列制动绳防坠器。煤矿以采用国家标准BF系列防坠器为主。由于BF系列防坠器的生产有比较严格的检验检测规定，所以安全比较有保证，建议非煤矿山企业订购时优先选用。目前部分矿山保留有木罐道防坠器其外形如下：,图3-1 木罐道防坠器,三、制动绳防坠器的构造及附件制动绳防坠器的基本结构如图3-2,图3-2防坠器的开动机构和传动机构弹簧，2-滑楔，3-主拉杆，4-横梁，5-连扳，6-拨杆，7-32、制动绳，8-导向套,抓捕器的形状 图,四、防坠系统的组成防坠系统中除防坠器外还包括：制动绳、缓冲器、缓冲绳、连接器和制动绳拉紧装置。缓冲器的外形如下图3-3。其作用是在制动状态下，使缓冲绳有一段缓慢下滑的距离。以避免因突然制动使乘员和制动绳受到过大的冲击，并避免由此产生制动绳断绳事故。,缓冲器,1、螺旋杆 2、螺母 3、缓冲绳 4、密封 5、小轴 6、滑块图 缓冲器内部结构,连接器的外形如图所示。其作用是将缓冲绳和制动绳连接到一起。,图 缓冲绳,1、制动绳 2、张紧螺栓 3、张紧螺母 4、压板 5、绳卡6、角钢 7、可断螺栓 8、固定梁拉紧器的结构图,五、防坠器的日维修与检查(1）检查抓捕器时33、应将罐笼停在井上口的罐座或搪梁上，检查各部零件是否齐全，有无磨损和裂纹及其它缺陷，连接件是否松动，驱动弹簧有无损坏，固定是否牢靠及有无异物妨碍弹簧伸缩；(2）检查抓捕器在驱动弹簧的作用下能否自由活动，楔子能否紧贴制动绳，润滑油是否清洁充足，有无异物落入抓捕器内；(3）检查各导向管衬套的磨损情况是否已达到极限磨损程度（衬套每侧最大允许磨损量为3mm)，以免抓捕器受到磨损。六、制动绳的检查(1）检查人站在罐顶检查制动绳时，应有防护伞的设施，罐笼以0,3m/s的速度升降。检查制动绳断丝及磨损情况时，还应特别注意检查井上、下出车平台附近绳的变化情况。如发现断丝时，应加以修整和记录断丝部位，在同一捻距内34、断丝断面积与钢丝总面积之比达50时，则应更换。如果磨损严重，直径缩小达10时，也应更换；(2）在检查断丝和磨损情况的同时，还应检查制动绳的润滑情况，如缺油应及时补充油脂。,七、缓冲装置的检查 检查缓冲器的固定是否牢靠，观察并记录缓冲绳有无抽出的情况，向缓冲器和连接器的各部零件涂防锈油脂。7)拉紧装置的检查(1）检查紧固件是否牢靠，如有松动时，必须拧紧。制动螺栓如发现折断时，应及时更换；(2）制动绳如因塑性伸长而松弛时应重新拉紧。拉紧装置应涂稠油以防锈蚀。八、定期检查（1)检查备件存量及储存保管情况；各项记录簿记录的内容及重复出现的问题；（2）清除抓捕器内部及活动零件间的异物、灰尘及油垢，更换新35、油。检查各活动零件的磨损情况，清除弹簧上的污垢和铁锈，(3）检查各导向管磨损情况，如发现磨损太快或抓捕器楔子被磨损，应找出原因，及时处理，(4）检查制动绳的锈蚀情况，根据记录簿检查断丝与磨损严重部位的情况，确定是否需要更换。,九、定期检修 防坠器应每年大修一次，大修时需将抓捕器拆开，清除全部零件上的污垢及铁锈，并将其清洗千净，检查各零件是杏完好。检查测量各活动部件及摩擦表面的磨损情况和磨损量，发现有过度磨损均应予以更换。所有轴承与轴的间隙磨损后不应大于1mm，抓捕器楔子的圆弧表面磨损量不应大于1.5mm，楔子背面及楔子表面磨损量不应大于0.2mm。大修后，必须进行脱钩实验，合格后方可使用。第五36、节 井筒装备一、罐道1、罐道的作用使提升容器在井筒中定向运行和稳定运行的导向装置称为罐道。2、罐道的分类罐道分为刚性罐道和柔性罐道两种，刚性罐道有木罐道、钢轨罐道、和组合型钢罐道；柔性罐道有钢丝绳罐道。,3、罐道的组成罐道由罐道本体（方木、型钢和钢丝绳）、罐道梁（用以支撑刚性罐道）、拉紧装置（固定钢丝绳罐道）等组成。4、钢丝绳罐道的固定方式钢丝绳罐道的拉紧方式有：1）重锤拉紧：拉紧重锤一般位于井筒下端。重量根据计算的拉紧力选配。上端固定采用绳卡，绳卡如图,钢丝绳罐道固定绳图,2）井架螺旋或螺旋液压拉紧：采用螺旋或螺旋液压拉紧装置，该装置安装于井架平台之上。利用旋转螺旋或起降液压油缸的方式，拉紧37、钢丝绳罐道。罐道的下方利用底梁固定罐道下端。井架固定采用液压拉紧结构如图：,二、人行梯子间井筒内的梯子间用于人员事故逃生、井筒内设备检修等工作使用。梯子间的要求是1、梯子的安装角度不得超过80；2、梯子的宽度不得小于400mm；3、梯子的踏步高度不得大于300mm；4、梯子的层高应在4m左右；5、梯子间必须有栅栏于井筒内其他装置相隔离；6、上下两层平台的出入口不得重合等三、摇台和托台摇台和托台是罐笼在各中段停留装卸载用的必要设备。一方面满足罐笼的装卸载要求，另一方面满足人员上下罐笼的安全。规程规定，罐笼提升的井筒各中段和井口必须安装摇台。,四、其他井筒装备 除上述井筒装备以外，还有井口操车设备38、井筒管路及线缆等吊挂装置在此不做细致描述。,推车机,第六节 吊具 提升容器与钢丝绳的连接方式大部分采用楔形绳环连接和桃形环连接两种。由于桃形环连接较为普遍，但楔形绳环安全性和安装简便比桃形环更有优势。本次以楔形绳环连接作为重点介绍。一、楔形绳卡用于提升容器与钢丝绳的连接器。外形及结构图如下：,楔形绳环的选用应注意的事项有钢丝绳直径必须与绳环允许的钢丝绳直径相同提升重量必须与绳环允许提升量相一致绳环的安装应符合厂家提供的安装方法楔形绳环厂家必须提供合格的探伤报告,楔形绳环的结构图,二、单绳提升吊具的有关规定单绳提升，钢丝绳与提升容器之间用桃形环连接时，钢丝绳由桃形环上平直的一侧穿人，用不少于539、个绳卡(其间距为200300mm)与首绳卡紧，然后再卡一视察圈(使用带模块楔紧装置的桃形环除外)。提升容器应用带拉杆的耳环和保险链(或其他类型的连接装置)分别连接在桃形环上。安装好的保险链，不准有打结现象。多绳提升的钢丝绳用专用桃形绳夹时，回绳头应用2个以上绳卡与首绳卡紧。,第七节 天轮一、天轮的外形,TSG型整体铸造天轮,二、天轮的用途和种类 天轮是安装在井架的最上部天轮平台上，用来引导钢丝绳转向。并且将提升负荷传递至井架。天轮一般有下列三种：1）井上固定天轮；2）凿井及井下固定天轮；3）井下及地面斜井使用的游动天轮。天轮的结构有三种：1）整体铸钢或铸铁结构，一般在直径小于3000m时采用；40、2）直径等于3500m时，一般采用模压焊接结构；3）直径等于或大于4000m时，多采用模压焊接和铆接结构。为了延长天轮和钢丝绳的使用寿命，目前大都使用绳槽带衬垫的天轮。三、有关天轮的使用规定天轮的选择应符合金属非金山矿山安全规程的要求，规程6.3.5.1规定：提升装置的天轮、卷筒、主导轮和导向轮的最小直径与钢丝绳直径之比，应符合下列规定：摩擦轮式提升装置的主导轮，有导向轮时不小于100，无导向轮时不小于80；,落地安装的摩擦轮式提升装置的主导轮和天轮不小于100；地表单绳提升装置的卷筒和天轮，不小于80；井下单绳提升装置和凿井的单绳提升装置的卷筒和天轮，不小于60；排土场的提升或运输装置的卷筒41、和导向轮，不小于50；悬挂吊盘、吊泵、管道用绞车的卷筒和天轮，凿井时运料用绞车的卷筒，不小于20；其他移动式辅助性绞车视情况而定。规程6.3.5.2规定：提升装置的卷筒、天轮、主导轮、导向轮的最小直径与钢丝绳中最粗钢丝的最大直径之比，应符合下列规定：地表提升装置，不小于1200；井下或凿井用的提升装置，不小于900；凿井期间升降物料的绞车或悬挂水泵、吊盘用的提升装置，不小于300。（2）天轮绳槽与钢丝绳直径的规定：金属非金山矿山安全规程6.3.5.7规定：天轮的轮缘应高于绳槽内的钢丝绳，高出部分应大于钢丝绳直径的1.5倍。带衬垫的天轮，衬垫应紧密固定。衬垫磨损深度相当于钢丝绳直径，或沿侧面磨损42、达到钢丝绳直径的一半时，应立即更换。,第八节 提升用钢丝绳一、钢丝绳的分类：钢丝绳按其不同的特征有不同的分类方法。1、按钢丝在绳中的捻次分1）单捻 由钢丝直接捻制成绳，没有绳股。多用于起重工作。2）双捻 先由钢丝捻成股再由股二次捻制成绳。提升设备多用双捻钢丝绳。3）三捻 由丝捻股股，由股捻成细绳再由细绳捻制成粗绳叫三捻绳，多用于钢索桥梁等。2、按捻向分1）按由股捻成绳的捻向分左螺旋方向捻绕的叫左捻钢丝绳（或S捻）。右螺旋方向捻绕的叫右捻钢丝绳（或Z捻）。2）按捻法分 丝在股中的捻向与股在绳中的捻向相同的叫同向捻钢丝绳。两种捻向相反的叫交互捻钢丝绳。同向捻绳比较柔软，表面光滑，与绳轮接触面积大，43、弯曲应力小，使用寿命较长，断丝易发现，故提升多用同向捻钢丝绳。这种绳稳定性差，易打结。交互捻特点与之相反，常用于斜井串车提升和运输设备。3、按股中钢丝接触情况分1）点接触式 多用相同直径的钢丝捻制，在绳股中各层钢丝捻距不等，钢丝之间呈点接触状态。钢丝绳受力时将出现应力集中和二次弯曲现象，因此易磨损，易断丝，耐疲劳性能差。619、637普通圆钢丝绳即是点接触型，如图6-1b所示。2）线接触式 多用不同直径的钢丝相配合捻制，在各层间钢丝呈平行状态为线接触。这种绳无二次弯曲现象，绳较柔软，寿命较长。,67普通圆钢丝绳、西鲁绳6（19），瓦林吞绳 6W（26），填丝型6T（25）等均为线接触式钢丝绳（44、图6-1）。点接触的钢丝绳丝间接触应力约为线接触的5倍，以疲劳断丝为主要报废形式的立井提升中，线接触型寿命为点接触型寿命的2倍以上。3）面接触式 将线接触式的绳股经特殊挤压加工，使钢丝产生塑性变形而呈面接触状态，然后捻制成绳。面接触绳有以下特点：（1）结构紧密，表面光滑，与绳轮接触面积大，耐磨损、耐挤压性能好；（2）股内钢丝接触应力小，抗疲劳，寿命长；（3）钢丝绳金属断面系数大（所有钢线断面积之和与绳断面积之比），在同样绳径下有较大强度；（4）钢丝绳伸长变形小；（5）柔软性能差。4、按绳投断面形状分1）变通圆钢丝绳 绳股断面为圆形。这种绳易制造，价格低，矿井提升应用最多。2）异形股钢丝绳 绳股45、断面形状为三角形和椭圆形的钢丝绳，其中应用较多的为三角股钢丝绳（图6-1h）。它有如一特点：（1）强度比同直径的圆股绳高；（2）承压面积比圆股绳大3倍以上，外层钢丝磨损小；（3）抗挤压性能好，在多层缠绕时过渡稳定；（4）该绳寿命比圆股绳高。椭圆股绳虽有大承压面积的抗磨损性能好等优点，但绳的稳定性差，不适宜承受较大的挤压力。这种绳多用来与其它绳股一起捻制成多层股不旋转钢丝绳。5、特种钢丝绳,还有一些结构较为特殊的钢丝绳称为特种钢丝绳。1）多层股不旋转钢丝绳 上述各种绳在绳端加载时，钢丝绳会发生旋转，多层股不旋转绳具有二层或三层股，各层绳股在绳中以相反方向捻绕，因而绳的旋转性小，多用作尾绳和凿井提46、升绳。2）密封钢丝绳和半密封钢丝绳 密封钢丝绳是中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝，其外面由一层或数层异形钢丝捻制而成的钢丝绳。半密封钢丝绳的外层由异形丝和圆形丝相间捻制而成。其断面如图2-6k、l所示。这类绳的特点是金属断面系数最大，表面光滑，承压面积大，耐磨损耐腐蚀，几乎不旋转，弹性伸长小；但绳的挠性差，接头困难，制造比较复杂，价格高。我国用于罐道绳，国外有用作提升钢丝绳的。3）扁钢丝绳 扁钢丝绳的断面为扁矩形，由一定数量的子绳手工纺织而成，这种绳柔软，不旋转，运行平稳，适用于作尾绳或凿井提升绳。由于制造复杂，生产效率低，价格高。,图8-1 各种钢丝绳断面图,二、钢丝绳的选择选择钢丝47、绳时，要根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑，不同结构钢丝绳的主要特点归纳如表6-1。在选用钢丝绳时还应考虑以下因素：（1）在井筒淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。（2）在磨损严重条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳。（3）弯曲疲劳为主要损坏原因时，应选用线接触式或三角股绳。（4）实践证明，提升钢丝绳用同向捻绳较好，多绳摩擦提升用左右捻各半；单绳缠绕式提升钢绳的选用原则是：为防止缠绕时绳松捻，钢丝绳的捻向应与绳在卷筒上缠绕时的螺旋线方向一致，目前单绳缠绕多为右旋，所以多选右同向捻绳。（5）罐道绳最好用半密封或三角股绳，表面光滑，耐磨损48、。（6）用于温度高或有明火的地方，如矸石山等，最好用金属绳芯钢丝绳。,表8-1 各种钢丝绳的主要特点,三、提升用钢丝绳的选择矿井提升用钢丝绳安全系数选择根据冶金矿山安全规程规定，钢丝绳的安全系数如下：专为升降人员9升降人员和物料升降人员时9升降物料时7.5专为升降物料的6.5,四、钢丝绳的日常检查提升用的钢丝绳必须按安全规程的规定进行定期检验，合格后访客使用。矿山应建立各项检查制度，确定专人负责验绳工作，提升钢丝绳、罐道绳必须每天检查1次。平衡钢丝绳、防坠器制动绳（包括缓冲绳）、架空乘人装置钢丝绳、钢丝绳牵引带式输送机钢丝绳和井筒悬吊钢丝绳必须至少每周检查1次。对易损坏和断丝或锈蚀较多的一段应停车详细检查。断丝的突出部分应在检查时剪下。钢丝绳在运行中遭受到卡罐、突然停车等猛列拉力时，必须立即停车检查，发现下列情况之一者，必须将受力段剁掉或更换全绳：以上检查结果应记入钢丝绳检查记录簿并永久保存。,第四章 结论通过以上对提升系统的分析，目的是使矿山提升设备的使用者和设备的维护者以及安全监查工作者对提升设备的组成和功能以及基本安全知识具备基本的了解，用以实现合理利用设备、合理选择设备，并有利于安全提升工作。,讲课结束。谢谢！,2023-11-29,78,可编辑,