发布时间 : 星期一 文章矿井提升系统安全事故分析及其防治措施更新完毕开始阅读77898881ac51f01dc281e53a580216fc710a5316
的变化规律见表5.4-1。
表5.4-1 下放重载极限减速度计算值（δ=1.9） 摩擦轮参数 μ=0.2，α=195° μ=0.25，α=195° μ=0.3，α=195° 钢丝绳静张力比 1.25 1.35 1.40 1.45 1.25 1.35 1.40 1.45 1.25 1.35 1.40 1.45 极按弹性体动1.17 0.95 0.84 0.74 1.60 1.39 1.28 1.18 2.02 1.81 1.71 1.62 限力学计算 减按刚体动力1.96 1.60 1.42 1.25 2.69 2.33 2.16 2.00 3.38 3.05 2.88 2.73 速学计算 度 刚体/弹性 1.68 1.69 1.69 1.69 1.68 1.68 1.69 1.69 1.68 1.68 1.68 1.69 由表5.4-1可以看出，按弹性动力学计算的极限减速度同样远小于按刚体动力学计算的值，其比值为1.68～1.69。目前国内提升设备的静张力比大多数在1.25～1.45之间。在摩擦系数≤0.25和制动减速度等于1.5m/s2的条件下，按刚体动力学计算，除μ=0.2，α=195°，Kj≥1.35外，基本上都可以满足《规程》的要求，而按弹性动力学计算，除μ=0.25，α=195°，Kj≤1.3可以满足《规程》的要求外，其它的情况由于钢丝绳极限减速度≤1.5m/s2，都会出现钢丝绳的滑动现象，不能满足《规程》的要求。
前苏联在上世纪80年代，对在考虑钢丝绳弹性振动的条件下，给出的摩擦轮提升的设计参数为：在μ=0.25，α=180°～195°时考虑提升容器的振荡动态，双容器提升设备钢丝绳静张力比不应超过1.35，单容器带平衡锤提升设备不应超过1.26。与本文结论基本一致。 5.4.2 提升重载的防滑特性
对于采用恒定减速度制动的提升系统，取βT=0.5，按式（5-26）和（5-12）可计算出提升重载极限减速度随eμα和Kj的变化规律见表5.4-2。 表5.4-2 提升重载极限减速度计算值（δa=1.9） 摩擦轮参数 μ=0.2，α=195° μ=0.25，α=195° μ=0.3，α=195° 钢丝绳静张力比 1.25 1.35 1.40 1.45 1.25 1.35 1.40 1.45 1.25 1.35 1.40 1.45 极按弹性体动2.33 2.49 2.57 2.64 2.69 2.84 2.91 2.98 3.03 3.17 3.23 3.29 限力学计算 减按刚体动力3.94 4.25 4.39 4.53 4.56 4.85 4.99 5.11 5.15 5.41 5.54 5.65 速学计算 度 刚体/弹性 1.69 1.71 1.71 1.71 1.70 1.71 1.71 1.72 1.70 1.71 1.71 1.72 由表5.5-2可以看出，按弹性动力学计算的极限减速度远小于按刚体动力学计算的值，其比值为1.69～1.72。在提升系统的总变位质量与钢丝绳静载荷的比值为7～10时，在下放重载减速度等于1.5m/s2的条件下，计算的提升重载紧急制动减速度为3.46～4.3 m/s2。按刚体动力学计算，基本上都可以满足《规程》的要求，而按弹性动力学计算，在μ≤0.25，α=195°的条件下，都会出现钢丝绳的滑动现象，不能满足《规程》的要求。由于提升重载紧急制动过程中的滑动是安全滑动，因此，不会造成严重后果，在这种情况下可选用恒减速制动液压站，降低提升系统的实际减速度，减小系统的振动冲击。
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5.4.3 空运行的防滑特性
对于采用恒定减速度制动的提升系统，取βT=0.5，按式（5-37）和（5-13）可计算出空运行极限减速度随eμα的变化规律见表5.4-3。 表5.4-3 空运行极限减速度计算值（δ=1.9） 摩擦轮参数 μ=0.2，α=195° μ=0.25，α=195° μ=0.3，α=195° 钢丝绳静张力比 1 1 1 极按弹性体动力学1.80 2.21 2.59 计算 限减按刚体动力学计2.98 3.66 4.31 速算 度 刚体/弹性 1.66 1.66 1.66 由表5.4-3可以看出，按弹性动力学计算的极限减速度远小于按刚体动力学计算的值，其比值为1.66。由于摩擦轮提升系统，在通常情况下系统的总变位质量与钢丝绳静载荷的比值约为7～10。在下放重载减速度等于1.5m/s2的条件下，计算的空运行紧急制动减速度为2.76～3.38 m/s2。按刚体动力学计算，基本上可以满足《规程》的要求，而按弹性动力学计算，在μ≤0.25，α=195°的条件下，都会出现钢丝绳的滑动现象，不能满足《规程》的要求。由于空运行紧急制动过程中的滑动是安全滑动，因此，不会造成严重后果，在这种情况下可选用恒减速制动液压站，降低提升系统的实际减速度，减小系统的振动冲击。
考虑到系统的安全滑动特性，在工程设计中尽量采用制动力矩建立时间可控的制动系统，减小振动冲击。取下放重载换算系数?x=1.1～1.25，空运行换算系数?k=1.0～1.05，提升重载换算系数?s=1.0～1.05，按刚体动力学进行简化的防滑计算。这样，即可以保证系统的提升安全，也不会使系统的配重过大。对于恒力矩液压制动系统，空运行换算系数?k和提升重载换算系数?s可取较小值。对于恒减速液压制动系统，空运行换算系数?k和提升重载换算系数?s可取较大值。
根据摩擦轮提升钢丝绳不滑动条件校验系统的防滑安全，用数学表达式可表示为：
1.5?a3x?[a3x]/?x 5?a3s?[a3s]/?s a3ks?[a3ks]/?k
a3kx?[a3kx]/?k
式中 ?x——为下放重载钢丝绳弹性体与刚体的换算系数，?x=1.1～1.25；
?s——为提升重载钢丝绳弹性体与刚体的换算系数，?s=1.0～1.05；
?k——为空运行钢丝绳弹性体与刚体的换算系数，?k=1.0～1.05。 显然，对于恒减速液压站，当取制动减速度为1.5～1.6m/s2时，上述关系是很容易满足的，但恒减速失效后转入恒力矩制动时，仍需满足上述要求。 5.5 防止摩擦提升打滑的措施
（1）在导向轮处装设有脉冲编码器，当出现钢丝绳打滑现象时，导向轮轴编码器与主导轮轴编码器所发出的脉冲数不同，此时控制系统动作，使提升机可
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靠制动。
（2）在设计中采用冲击限制理论，有效限制或消除钢丝绳在紧急制动时的弹性振动，提高摩擦提升系统的安全可靠性。
（3）合理选择液压制动系统，尽量采用具有限制系统振动的恒减速液压制动系统。
（4） 对液压制动系统油压进行合理的整定，使提升机制动力矩满足在各种状况下的紧急制动都不出现打滑现象。
（5） 严格限制钢丝绳静张力比，严防提升容器超载，防止超载或张力比过大造成的滑绳。
（6） 采用高性能摩擦衬垫，对衬垫摩擦系数、耐压和耐热提出要求，防止摩擦力过小而产生滑绳。
（7） 采用质量好的镀锌钢丝绳，在钢丝绳表面不涂抹润滑脂或増摩脂（各种増摩脂都会降低钢丝绳与衬垫间的摩擦系数），防止摩擦力过小而产生滑绳。
（8） 提高控制系统性能，严防超载运行和违规操作，减小滑绳事故。 6 提升机断轴事故分析及防治 6.1 提升机断轴事故原因
提升机断轴事故有提升机主轴断轴事故、减速器主轴断轴事故和天轮主轴断轴事故。断轴事故的原因有：
（1）主轴疲劳断裂。由压力集中开始产生微小裂纹，经受长期交变应力的作用，使裂纹逐渐矿大，形成疲劳扩展区，疲劳扩展区发展到一定程度时，剩余面积不足以克服提升载荷而产生突然断裂。
（2） 断裂部分都是承受交变弯曲疲劳应力和交变扭转剪切应力较大的区域，在键槽角或轴台阶过渡处。
（3） 提升机主轴的结构设计不合理，特别是采用三轴承超静定结构。 （4） 提升机长期超载运行。 （5） 提升机超期服役。 6.2 防止提升机断轴的措施
（1） 对提升机主轴进行定期探伤，提前发现问题，消除隐患。
（2） 对于三轴承超静定结构，安装时应注意找正，检修和更换轴瓦时也应注意此问题，保持三轴承的同心度在规定的范围内。
（3） 使用中按规定负载运转，不许超载运行。
（4） 检修主轴时不得补焊，不得随意加深键槽，不得在主轴上钻孔。 7 其它事故防治
（1）电动机烧毁保护：① 曾经出现的提升机跑车事故中，控制系统切除了电动机的主回路电源，没有切除励磁电源，提升容器下落过程中电动机发电而不能反馈电网而烧毁电动机。为了减小跑车事故的扩大，在事故发生时不得切除主回路电源和励磁电源，这样相当于采用了电气制动，提升容器的速度得到了控制，也防止了烧毁电动机。② 直流电动机在运转过程中励磁故障或失去励磁，电枢
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瞬间升速，甩出绕组与定子相刮后引起短路起火。严格管理，采用可靠的超速保护装置，可以防止电动机超速损坏。
（2）错向闭锁保护：当提升机运行方向与给定不一致时，作用于安全制动。 （3）防过速保护：为防止速度过快，在提升机控制回路内设提升超速保护，当提升速度超过最大速度15%时，提升机紧急停车。
（4）限速保护：在提升机控制回路内设提升限速保护，以保护提升容器到达终端位置时的速度不超过2m/s，以防止过卷等重大事故的发生。
（5）减速功能保护：当提升容器到达设计减速位置时，能示警并开始自动减速。
（6）过流和欠电压保护：当提升机供电回路发生过流或失压或欠压时，控制回路内的过流或欠压继电器动作，提升机紧急停车。
（7）深度指示器失效保护：当指示器的传动系统发生故障时，能自动断电使提升机紧急停车。
（8）闸间隙保护及闸碟簧疲劳保护：为不致使制动时的空动时间加长，制动力下降，当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电；闸碟簧疲劳破坏时，能报警并使提升机安全制动。
（9）防止过卷、过速、限速和减速功能保护装置为相互独立的双线形式。 （10）副立井的安全门有与罐笼位置、摇台、提升信号的闭锁保护，主立井有与装卸载系统、提升信号系统的闭锁保护。
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