一種5m絞車的提升速度及安全管理

六安礦務局王莊煤礦主采井于1966年12月竣工，設計能力90萬噸。1986年實際提煤288萬t,1988年主斜井膠帶投產(chǎn)后,全礦總產(chǎn)量達500萬t,建成了中國第一個最大的地下開采礦井。王莊煤礦主立井提升為SKODA2X4X1.2型絞車,除主電機在建井時由原配470kW改為國產(chǎn)710kW外,其余設備捷克進口。井筒提升高度為244m,提升容器為J—6型標準箕斗,提升速度為6.1m/s。一部4m絞車在基本結(jié)構(gòu)、提升速度等參數(shù)沒有變動的情況下,在不同時期完成如此繁重的提升任務,并始終處于完好狀態(tài),滲透了局、礦機電工作者的大量心血。剖析其成功之處,主要做了以下幾個方面的工作。1減少薄環(huán)節(jié)，加強絞車結(jié)構(gòu)1.1對筒殼進行了改造絞車的原滾筒筒殼為三道T型支環(huán)薄壁結(jié)構(gòu)12mm厚鋼板,投產(chǎn)3a就發(fā)現(xiàn)筒殼產(chǎn)生裂紋,且逐漸延長。并發(fā)現(xiàn)T型支環(huán)也產(chǎn)生了裂紋,開動時不斷發(fā)出聲響,幾次利用節(jié)日檢修,采取補焊、打圓孔阻止裂紋發(fā)展,挖塊補焊,將筒殼改為彈性伸縮結(jié)構(gòu)等辦法進行處理,均無濟于事。在深入研究討論的基礎上,1983年春節(jié)期間由局機修廠對筒殼進行了改造,全部割掉三道支環(huán)和筒殼,改為26mm厚的16Mn鋼板無支環(huán)筒殼,用126條M20螺栓固定于支輪上運轉(zhuǎn)至今,沒有發(fā)生任何問題,解決了該絞車的一大難題。鋼絲繩在滾筒上的固定,原采用一個直徑約150mm的桃形環(huán),通過一銷軸固定于滾筒輻板上,因鋼絲繩直徑較粗,彎曲成150mm的桃形環(huán)非常費時費力,每次換繩工序就需要4人2h,1979年將鋼絲繩固定方式改為3付方形鋼夾直接固定于滾筒輻板上,不再制作桃形環(huán),僅需15min可完成,省時省力,提高功效15倍,大大減少了工人的勞動強度。1.2原制動系統(tǒng)液壓彈簧閘絞車的制動系統(tǒng)原為氣動徑向瓦塊式結(jié)構(gòu),使用年久,結(jié)構(gòu)陳舊,易發(fā)生以下故障。a)制動器主拉桿斷裂、脫扣造成容器墜落隱患。b)閘瓦磨損嚴重時不能產(chǎn)生足夠的制動力。c)制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、維護量大、空行程時間長。d)操作難度大、勞動強度高,且不易實現(xiàn)二級制動。鑒于存在上述弊端,為此,進行了深入研究討論,從不改變滾筒結(jié)構(gòu)形式,方便施工,工期短,造價低考慮。1989年將原制動系統(tǒng)改為直推式液壓彈簧閘,控制系統(tǒng)采用TY3A型液壓站。該制動系統(tǒng)安全、可靠,具有二級制動功能,制動平穩(wěn)、操作靈活,大大減輕了司機的勞動強度,更重要的是為今后的自動化改造創(chuàng)造了條件。1.3配重吊鏈法研究提升系統(tǒng)的裝載設備溜嘴返回配重采用的是定量配重,但溜嘴轉(zhuǎn)軸的力矩是正弦變化趨勢,根據(jù)這一規(guī)律進行研究,實施配重吊鏈法,經(jīng)計算,在配重箱上方加裝適量刮板機大鏈。當配重箱抬起時,吊鏈分配給配重箱重量逐漸增加,反之逐漸減少,減小溜嘴開合時的沖擊力,降低了因溜嘴對箕斗沖擊造成的損壞,改進后事故大大減少,確保了主井提井系統(tǒng)的安全運行。1.4摩擦阻力小,影響性能提升系統(tǒng)天輪的軸承原為滑動軸承,軸在軸承中運轉(zhuǎn),如果缺油,就會因金屬之間直接摩擦造成軸和軸承的迅速磨損,同時因摩擦阻力增大,加大電機負荷,使軸承急劇發(fā)熱而與軸徑膠接發(fā)生嚴重事故。軸承磨損嚴重需重新澆注,為保持工作性能需加工刮研,且軸承間隙確定調(diào)整難度大。為此1996年更換為摩擦阻力小、機械效率高、工作可靠、維護簡便的滾動軸承天輪。使用至今,未發(fā)生任何故障。2重視挖潛改造，不斷提高生產(chǎn)能力2.1女件、板板件維護絞車一直用底卸式的扇形閘門普通箕斗,箕斗靠曲軌強行卸載,自重大、運行部件極易損壞,箕斗鋼板磨損銹蝕快,一年更換一次,維護量大。1991年春節(jié)將原箕斗設計更換為QJS—6輕型箕斗,并采用動力底卸式扇形閘門,結(jié)構(gòu)簡單、自重輕,設計容積為7.1m3,裝載方式不變,達到了下列目的。2.1.1簡化結(jié)構(gòu),減輕責任與原箕斗相比,去掉了卸載部分卸載輪和活動溜槽部件,結(jié)構(gòu)簡化,自重減輕了1000kg。降低了鋼絲繩靜張力及電機負荷,年節(jié)電費6.2萬元。2.1.2外部動力負載減少了因曲軌卸載對井架造成的沖擊負荷,克服了舊箕斗卸載過卷、卡斗等事故。2.1.3采用楔形連接裝置連接混凝土和鋼絲繩，采用與舊箕斗繩卡固定、夾緊鋼絲繩相比,具有安全可靠、拆卸方便的優(yōu)點。降低箕斗總高度,增加過卷距離。消除繩卡處理鋼絲繩易斷絲現(xiàn)象。3完善保護裝置，確保安全運營3.1tkd—電控系統(tǒng)的改造絞車原配套電控系統(tǒng)為純時間控制方式,運行靠司機手動操作,電機拖動減速,為滿足安全生產(chǎn)的要求,1996年春節(jié)期間,將電控系統(tǒng)改為TKD—A系統(tǒng),控制方式以電流為主,時間為輔,制動方式為低頻制動、低頻爬行,可調(diào)閘全行程閉環(huán),實現(xiàn)半自動開車,完善了《煤礦安全規(guī)程》第403條規(guī)定的所有保護防倒轉(zhuǎn)保護等功能。提升時間較改造前縮短6s,降低了電耗,改善了電機的工作狀況。3.2過卷保護裝置主立井投產(chǎn)后,多次因司機困倦等原因發(fā)生過卷事故,造成井底裝載設備的平衡繩口止口止敦斷而中斷提升。1976年一次過卷事故,口止口止敦斷墜砣繩導致滿倉煤涌向箕斗和井底,造成罐道彎曲、罐道梁斷裂的特大事故,影響生產(chǎn)9h。盡管提升電控自動保護技術不斷進步和完善,但仍不能完全排除發(fā)生過卷的可能。實際上過卷事故仍然是提升安全的重大威脅,因此在提升系統(tǒng)中除裝設必要的防過卷裝置外,還必須具備過卷保護。過卷保護裝置的成功使用,實現(xiàn)了超速容器過卷的緩沖制動、托罐、防撞功能。該裝置正常提升不參與工作,過卷不需操作,動作準確,具有完全的獨立性。安裝調(diào)試方便,動作后恢復時間少,可重復使用,從根本上解決了立井提升過卷問題。4加強技術監(jiān)督，防止設備突然運行4.1正常潤滑狀態(tài)1993年7月23日曾成功地監(jiān)測到該絞車軸瓦潤滑油中正常磨損顆粒少量,球型顆粒中量,判定該軸處于非正常潤滑狀態(tài);7月26日跟蹤監(jiān)測,出現(xiàn)50～60μm金屬顆粒,軸瓦可能有剝落現(xiàn)象;7月28日出現(xiàn)大量深色氧化物和紅色氧化物;7月29日開蓋檢查,發(fā)現(xiàn)軸瓦有大量滑痕和剝落。軸瓦嚴重擦傷。經(jīng)及時刮瓦處理,更換全部潤滑油,避免了一次重大事故的發(fā)生。4.2定期維修和損壞，及時發(fā)現(xiàn)設備表面和內(nèi)部缺陷根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,每年組織一次天輪軸、連接裝置、主軸裝置的無損探傷,把隱患消滅在萌芽狀態(tài)。4.3設備更換不當定期對絞車的性能進行測定,保證設備的可靠性、安全性、經(jīng)濟性要求,對不符合正常運行條件的部件進行更換,使絞車始終滿足“三性”狀態(tài)。5創(chuàng)造新記錄,基本保障依靠科技進步,經(jīng)過多年的技術改造,在提升系統(tǒng)方面取得了豐碩的成果,其中多項獲得局級以上科學技術進步獎,取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。該絞車1999年7月29日創(chuàng)造了日提升1221斗的新記錄,為王莊煤礦今后集約化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件,使老絞車煥發(fā)了青春。今后還有許多工作要做,主要有以下幾方面:a)提升系統(tǒng)目前還沒有實現(xiàn)定重裝載,致使絞車經(jīng)常超負荷運行