防滑绳溜车保护装置的研究及应用

随着现代化矿井产量和开采深度的增加，多绳摩擦式提升以运行平稳、效率高、适应深井等优点被广泛应用，已成为立井提升的主要形式。但是多绳摩擦式提升在提高效率的同时，也带来了滑绳、溜车等事故隐患，尤其是很多矿井为了增产增效，不断延长提升时间、增加提升能力，使提升系统时常在安全临界状态下工作，致使滑绳、溜车事故发生概率加大。滑绳、溜车事故一旦发生，轻则撞坏提升设施，影响生产；重则损坏提升系统，甚至造成人员伤亡。滑绳、溜车事故对提升系统产生的影响，以前没有从系统安全方面对其进行分析研究，仅是在产生此类事故后，分析产生事故的原因，并增加相应的措施，比如对立井提升系统采用的定容装载，为保证张力差不超限，普遍将定容装载改为定重装载，这样的处理，并未从根本上解决滑绳、溜车问题，仅是注重事故防治来建立从根本上杜绝事故发生的方法。为此，徐州市工大三森科技有限公司研制了防滑绳溜车保护装置，成功消除了摩擦提升滑绳溜车事故隐患，为摩擦提升安全生产提供了保障。
一、防滑绳溜车保护装置的组成及工作原理
防滑绳溜车保护装置主要由检测系统、控制系统、制动系统3 大部分组成，装置系统示意图如图1 所示。

1—摩擦轮；2—导向轮；3、4、9—传感器；5、6—制动机械手；7—PLC 控制系统；8—绞车制动闸
图1 防滑绳溜车保护装置系统示意图

检测系统由位移传感器与速度传感器组成，这些传感器元件按一定要求安装在导向轮、主摩擦滚筒上，分别获取速度和位移信号。检测系统给控制系统提供原始数据，控制系统则根据已测数据，并结合各种判断条件来给出控制指令。检测系统除具有检测功能外，还具有通过原绞车控制回路获取相应信息的功能。
控制系统的PLC 对输入信息进行分析、判断并给出控制指令，制动系统在接受控制指令后，完成具体制动操作。
制动系统由感力机械手、限力装置、缓冲装置、同步装置等组成。控制系统以控制指令为动作信号，实现对滑绳、溜车事故的可靠制动，保证在滑绳或溜车状态下实现可靠制动。
防滑绳溜车保护装置以步进电机为动力，以感力机械手为抓绳机构，以限力手为制动力产生源，通过旋转编码器来采集信息，再经PLC 判断是否产生滑绳、溜车状况。一旦检测出滑绳、溜车信号，防滑绳溜车保护装置除给出声光报警外，执行机构在PLC 控制下使机械手进入工作状态，并实现智能抓捕动作。
二、实际运行情况
主井为立井六绳摩擦式提升。提升机型号：JKD- 2.8×6，提升机容器型号：JDG- 12/90×6，箕斗自重：130 kN，箕斗载重：120 kN，提升绳：6Δ（30） - 28- 170,6 根×630 mφ28 mm，单位长质量：3.214 kg/m，尾绳：18×9- 41- 140 3 根，单位长质量：6.352 kg/m，制动系统：液压站型号E138，额定压力：14 MPa。
该主井安装防滑绳溜车保护装置以来，出现过滑绳现象，由于感力机械手抓绳动作灵活、便捷，在3 s 内即完成制动动作，制动力以变力形式施加到提升绳上，以限定力对绳进行抓捕制动，从而实现了提升系统的可靠制动，防止恶性事故的发生。
三、结语
防滑绳溜车保护装置制动力变力加载，限力制动抓捕，不会对提升钢丝绳造成损伤，出现滑绳溜车状况后，除声光报警外，执行机构可自动或人工进入抓捕状态，实现智能抓捕制动。该装置的应用，完善了提升机的后备保护系统，对提高摩擦提升的可靠性，保证煤矿提升安全有着重要意义。

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