第四节 井下提升安全知识
一、提升系统
矿井提升系统就是通过地面井口、井筒和井底的设备、装置,进行矿石、人员等上下提升运输工作的系统。其所需设备和装置包括提升机、井架、天轮、钢丝绳、连接装置、提升容器、井筒导向装置、井口和井底的承接装置、阻车器、安全闸以及信号装置等。
根据主要设备、装置、用途及工作方式的不同特点,矿井提升系统可分为多绳摩擦轮提升系统、单绳缠绕式提升系统(简称罐笼提升)、斜井(斜坡)串车提升系统等小型矿山的竖井,基本上都使用罐笼提升(建井除外)。一般井筒断面大、提升量多而提升水平(中段)又少的矿井,采用双罐笼提升;井筒断面较小、提升水平多的矿井,采用单罐笼带平衡锤提升;井筒断面小、提升量少的矿井,采用单罐笼提升。
当其中一个罐笼位于井底,由把钩工进行装(卸)车时,另一罐笼则在地面井口,由把钩工进行卸(装)车,通过信号联系后,提升机就开始启动,缠绕在滚筒上的钢丝绳使井下装有重车的罐笼上提,而装有空车的罐笼则下放至井底,这样就完成一个工作循环。
二、提升容器
提升容器供装运货载、人员、材料和设备之用。竖井常用的提升容器有罐笼、箕斗、吊桶三种。罐笼可用于提升矿石、废石、人员、材料和设备,它既可用于主井提升,也可用于副井提升,是小型矿山广泛采用的提升容器。箕斗只能用来提升矿石和废石,并且要配备装卸载装置,故仅用于提升量较大的主井。吊桶一般仅用于竖井开凿和井筒延深。
1.罐笼(图1-70)
图1-70 罐笼
(1)矿山广泛使用的是单层罐笼,它主要由罐体、连接装置、导向装置等部分组成。
①罐体。罐体是槽钢、角钢等构件焊接或铆接的金属框架,其两侧焊有带孔的钢板,上面设有扶手,以供升降人员之用。罐底铺设坚固的无孔板。为避免矿车在罐内移动,在罐底装有阻车器(罐挡)。罐笼顶部设有可打开的顶盖门,以便装入长材料。罐笼两端装设罐门或罐帘,罐门或罐帘的高度不得小于1.2m,下部距罐底不得超过250mm。罐门不得向外开启。
②连接装置。连接装置是指钢丝绳与提升容器之间的连接器具。连接装置由主拉杆、桃形环、绳卡(压板)和两根或四根保险链等组成。钢丝绳的尾端绕过桃形环后,用不少于5个绳卡与钢丝绳的工作端箍紧。桃形环应制成不对称的,使用负荷皆由钢丝的工作端承受。为检查连接装置在运行过程中是否有松脱现象,在最后两绳卡间留一弧形段(绳端侧),如弧段伸直或缩小时,则说明绳卡已松动。
③导向装置。罐笼的导向装置一般称为罐耳,有滑动和滚动两种。罐笼借助罐耳沿着装在井筒中的罐道运动。罐道有木质、金属(钢轨和型钢组合)、钢丝绳三种。木罐道用得较多,但有变形大、磨损快、易腐烂等缺点。钢丝绳罐道具有结构简单、节省钢材、通风阻力小、便于安装、维护简便等优点,已经获得越来越广泛的使用。
(2)罐耳与罐道之间的间隙应符合下列要求:木罐道每侧不得超过10mm;钢丝绳罐道导向器内径应比罐道绳直径大2~5mm;型钢罐道无滚轮罐耳时,滑动导向槽每侧间隙不得超过5mm;型钢罐道采用滚轮罐耳时,滑动导向槽每侧间隙应保持10~15mm。
(3)罐耳与罐道之间的磨损达到下列所述程度时应予以更换:木罐道的一侧磨损超过15mm;导向槽的一侧磨损超过8mm;钢罐道和容器导向槽同一侧总磨损量达到10mm;钢丝绳罐道表面钢丝在一个捻距内断丝超过15%;封闭钢丝绳的表面钢丝磨损超过50%;导向器磨损超过8mm;型钢罐道任一侧磨损超过原厚度的50%。
2.吊桶(图1-71)
图1-71 吊桶
吊桶是竖井开凿和延深时使用的提升容器。吊桶依照构造可分为自动翻转式、底开式与非翻转式。后者可供升降人员、提运物料,在矿山中广泛使用。吊桶与钢丝绳之间必须采用不能自行脱落的连接装置。
用吊桶升降人员时,必须符合下列安全规定。
(1)吊桶要沿钢丝绳罐道升降。在凿井初期尚未装设罐道前,升降距离不得超过40m,吊盘下面不装设罐道的部分也不得超过40m。
(2)吊桶上面要装保护伞。
(3)乘吊桶人员必须系好保险带,不准坐在吊桶边缘;装有物料的吊桶不得乘人。
(4)没有特殊安全装置的自动翻转式或底开式吊桶,不准升降人员。
(5)吊桶升降人员到井口时,必须在出车平台的井盖门关闭和吊桶放稳后,方允许人员进出吊桶。
三、防坠器
防坠器(图1-72)是在提升容器因钢丝绳、连接装置等断裂发生意外事故时,能使提升容器立即卡在罐道上而不坠落的装置。
图1-72 防坠器
1.防坠器的结构
防坠器由以下三个部分组成。
(1)开动机构。广泛采用的是弹簧式开动机构,正常提升时,由于自重和提升钢丝绳的拉紧作用,使传动弹簧处于压缩状态。当发生断绳事故后,钢丝绳就失去拉紧力,处于压缩的弹簧迅速恢复弹力。
(2)传动机构。当开动机构发生动作,其压缩弹簧在恢复变形的过程中,就通过传动机构带动抓捕机构工作。
(3)抓捕机构。当抓捕机构工作时,能紧紧抓住罐道,使提升容器不坠落。根据抓捕方式的不同,可分为刺入式、摩擦式和楔式。
2.防坠器的类型
根据使用的罐道或支承元件的不同,防坠器主要有以下三种类型。
(1)木罐道防坠器。在正常情况下,弹簧被中心拉杆压缩,通过水平杆、拉杆、连杆而使支撑杆下落,卡爪也下落,因而在卡爪和罐道之间保持一定的间隙。当发生断绳时,中心拉杆失去拉力,在弹簧作用下,通过传动杆件使支撑杠杆的末端向上撬起,将卡爪向上转动,刺入木罐道而进行抓捕。
(2)金属罐道防坠器。是一种靠在钢轨或组合型钢罐道两侧的凸轮,在罐笼失去拉力时,与罐道间产生摩擦力来阻止罐笼下落的防坠器。
(3)钢丝绳制动防坠器。它是以井筒中专门设置的制动钢丝绳(或利用罐道绳)为支承组件的防坠器,不仅能用于钢丝绳罐道,还可用于刚性罐道。其特点是:利用楔式机构对制动钢丝绳进行定点抓捕,借助井架上安装的缓冲器进行缓冲,通过调节缓冲机构产生的阻力,使制动减速度达到规定的要求。
3.防坠器的检查、维修和试验
防坠器能否正常工作,除了结构的合理性外,对它的检查、维修和实验工作也是非常重要的,否则不能起到保护作用。
(1)检查和维修。对防坠器要求每日进行一次检查,检查零部件是否完好无损,机构动作是否灵活。每月应进行一次月检查维修,对损坏零件进行更换;活动部位进行清洗和注油;测定有关部位间隙和磨损情况,并调节到允许范围之内。若零部件磨损严重,强度降低20%以上的则必须更换。特别要注意制动绳上部的固定连接情况。如固定件锈蚀严重,则应及时处理。
(2)试验。使用中的防坠器每半年应进行一次不脱钩试验,每年应进行一次脱钩试验。对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。
①不脱钩试验。主要是将罐笼放在井口封闭物上,放松钢丝绳,检查抓捕器的动作情况,测量一些数据并进行调整,然后再进行静负荷试验。其步骤是:先放松钢丝绳,将中心拉杆销拔出;提升钢丝绳通过保险链提起罐笼,离开井口封闭物1m左右(与此同时要将卡爪人为张开,免得抓坏罐道),做好记号;然后松绳下放罐笼,使抓捕器抓住罐道(制动绳),直至罐笼停稳为止;最后测量其抓捕距离是否符合要求。其抓捕距离不应超过下述规定:木罐道、钢轨罐道为200m,钢绳制动式为40mm。
②脱钩试验。在进行脱钩试验前,必须先进行不脱钩试验三次。在检查试验结果符合要求后,再进行脱钩试验。
四、安全间隙
为防止容器在提升过程中发生碰撞等事故,容器与井壁或罐道梁之间的最小安全间隙,必须符合表1-1的规定。
表1-1 容器与井壁或罐道梁之间的最小安全间隙 mm
五、井口安全设施
为保证提升作业的安全,防止发生人身或设备事故,在罐笼提升系统中,井口必须装设必要的安全设施。
1.井口安全门
在地面及各段井口必须装设安全门,以防止人员进入危险区域或者运输设备冲入井筒,发生人员或设备坠井事故。安全门应开启灵活,具有可靠的防护作用,其操作方式有手动、罐笼带动、气动、电动等多种。安全门只允许在上、下罐作业时打开,其他时间都处于关闭状态。
2.井口阻车器
为了预防矿车落入井筒,在罐笼提升的井口车场进车侧,必须装设阻车器,并要保持其动作灵活、可靠。阻车器的操作方式有手动、气动、液压,以及利用罐笼升降、矿车运行等为动力来进行传动的方式。按其结构有阻车轮、阻车轴等类型,阻车轮类是最常用的。各种阻车器通常均装有弹簧缓冲装置,以吸收矿车的撞击能量。为使矿车不致倾覆或掉道,矿车驶近阻车器的速度不能太快。
井口阻车器要与罐笼停止位置相联锁,罐笼未到达停止位置,阻车器不能打开。
3.承接装置
在罐笼提升的各井口,为了便于矿车出入罐笼,使用罐笼承接装置。承接装置可分为下列三种形式。
(1)承接梁。承接梁是一种最简单的承接装置,但仅用于井底水平位置,且易发生礅罐事故,不宜用于升降人员。
(2)托台(罐座)。托台是一种利用其活动托爪承接罐笼的机构,平时靠平衡锤使托爪处于打开位置,操纵手柄(或气动、液动)可使托爪伸出。停罐时,要求罐笼先高于正常停罐位置,伸出托爪,再将罐笼下放至托爪上。当下放罐笼时,要求先将罐笼提至某一位置,收回托爪,然后继续下放。
使用托台,能使罐笼停车位置准确,便于矿车出入,推入矿车时产生的冲击负荷由托爪承受,钢丝绳不承受,但当操作失误或其他意外情况致使托爪伸出时,将会造成礅罐和撞罐事故,因此提升人员时不准使用托台。
(3)摇台。摇台是由能绕轴转动的两个钢臂组成。平时摇臂抬起,当罐笼到达停车位置时,用其两根活动摇臂的轨尖搭在罐笼的底板上,将罐笼内轨道与车场轨道连接起来,以便矿车进出罐笼。摇台可用手动、气动和液压操纵。
使用摇台,可使停罐作业时间缩短,提升过程较简单,由于有活动的轨尖,一旦因意外原因摇台落下时,轨尖被打翻而不会影响罐笼安全通过,不会造成礅罐事故。因此摇台应用范围广,井底、井口及中段车场都可使用。由于摇台的调节高度受摇臂长度的限制,因此,对停罐准确性要求较高,这是摇台的不足之处。
无论使用摇台或托台,都应与提升机或提升信号闭锁,以免发生冲撞事故。
六、钢丝绳
矿井提升钢丝绳是连接提升容器和提升机,传递动力的重要部件,但钢丝绳最容易损坏,是提升安全最薄弱的环节,应特别重视。
1.钢丝绳的结构与分类
(1)钢丝绳的结构。提升钢丝绳是由一定数量的钢丝捻成绳股,再由若干绳股(一般为6股)沿着一个含油的纤维绳芯捻制而成。
钢丝的材质为优质碳素结构钢,直径为0.4~4mm。其抗拉强度为(1.4~2)×109Pa。通常矿井提升钢丝绳选用1.55~1.7kPa为宜。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力,钢丝表面可镀锌加以保护。按韧性不同,钢丝分为特号、Ⅰ号和Ⅱ号,升降人员的钢丝绳规定用特号钢丝制成。
绳芯是用苎麻、线麻等捻制而成,其作用是储存绳油,减少工作时钢丝之间的磨损,防止生锈,增加钢丝绳的柔性,起弹性垫层作用,并减少绳股的变形。
(2)钢丝绳的分类及应用范围。钢丝绳按其钢丝的直径不同分为等直径钢丝和不等直径钢丝;按其绳股断面形状不同,可分为圆形股和异型股。小型矿山常用的是等直径钢丝圆形股的钢丝绳,即6股7丝(6×7)和6股19丝(6×19)两种。6×7钢丝绳的钢丝粗,因而耐磨,但较硬,适用于斜井提升、架空索道运输等。6×19钢丝绳的钢丝细,因而柔软,但易磨损,适用于竖井提升以及斜巷小绞车的辅助提升等。
钢丝绳的捻制方向,按绳的捻向可分为右捻和左捻两种;按股中丝的捻向与绳中股的捻向相互关系,可分为同向捻(又称顺捻或平行捻)和交互捻(逆捻或异向捻)两种。同向捻的优点是比较柔软,易弯曲,内应力小,表面光滑,磨损也小,使用寿命长;缺点是容易松散、旋转,悬挂较困难,承载后伸长率较大。交互捻钢丝绳的优缺点与同向捻相反。实践认为,提升用绳以同向捻钢丝绳为好,但要注意钢丝绳打扭损坏。
2.钢丝绳的使用、维护及检查
提升钢丝绳除了合理地选择结构、规格外,还应正确地使用、维护与检查,以便延长钢丝绳的寿命,及时掌握钢丝绳的状况,确保提升安全。
(1)钢丝绳的使用与维护
①除用于倾角30°以下的斜井提升物料的钢丝绳外,其他提升钢丝绳和平衡钢丝绳,使用前应进行试验,经过试验的钢丝绳,保存期不得超过六个月。
②对提升钢丝绳(用于摩擦轮式提升机的除外)的试验,升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳自悬挂时起,每隔六个月试验一次;有腐蚀气体的矿山,三个月试验一次。升降物料用的钢丝绳自悬挂时起,第一次试验的间隔时间为一年,以后每隔六个月试验一次。悬挂吊盘用的钢丝绳自悬挂时起,每隔一年试验一次。
③钢丝绳应满足安全规程规定的卷筒直径与钢丝绳直径的比值要求,以控制其弯曲疲劳应力。
④钢丝绳在卷筒上排列要整齐,运行时要保持平稳,不跳动,不咬绳。
⑤钢丝绳在使用过程中应注意润滑,应定期对钢丝绳涂油。润滑钢丝绳用油要求黏稠性能好,振动、淋水甩冲不掉,最好采用专用的钢丝绳油。
⑥因绳头部分的钢丝绳损坏较为严重,对钢丝绳应定期进行斩头,同时也要适时调头,增加钢丝绳的使用寿命。其斩头和调头的期限,应根据各单位不同使用条件和钢丝绳损坏情况而确定。
⑦斜井提升中。井筒的地滚轮应齐全、转动灵活,道床堆积物要及时清除,以减少钢丝绳的磨损。
⑧井筒内应尽量减少淋水,保持干燥,以避免钢丝绳的锈蚀。
⑨要仔细地运输、存放及悬挂钢丝绳,启动、停车、加减速要平稳,注意卷筒及天轮衬垫情况,加强对钢丝绳的维护。
(2)钢丝绳的检查
①新钢丝绳到货后应检查有无厂家合格证书、验收证书等资料,有无锈蚀和损伤,不符合要求的不准使用。升降人员的钢丝绳要按安全规程的规定进行试验。
②对提升钢丝绳应每日检查一次,每周进行一次详细检查。在每月进行一次全面检查时,采用慢速运行对钢丝绳进行外观检查,同时可用手将棉纱围在钢丝绳上,如果有断丝,其断丝头就会把棉纱挂住。要特别注意检查绳头端和容易磨损段,还要注意不得有漏检。
③钢丝绳在遭受卡罐或突然停罐猛烈拉伸时,应立即停车检查;如发现钢丝绳受到损伤,或钢丝绳延长0.5%或直径缩小10%,均必须更换。
④钢丝绳的检查工作要由专人负责,并要做好检查记录。
七、竖井提升的安全保护装置
提升机(图1-73)又称绞车或卷扬机,是矿井提升的主要设备,它的安全可靠运行是矿井提升安全的重要保证。
图1-73 提升机
1.提升机类型和提升原理
提升机按照卷筒的特点可分为单绳缠绕式和多绳摩擦式两大类。缠绕式提升机又分为单卷筒和双卷筒两种。双卷筒提升机,每个卷筒上固定一根钢丝绳,两根钢丝绳按相反方向缠绕于卷筒。因此,卷筒往同一方向旋转时,两绳一缠一放,使两个绳端的容器上下运动。
缠绕式提升机按其卷筒直径的不同,可分为大型与小型两类:一般卷筒直径在2m以上(包括2m)的称为矿井提升机或大绞车、大卷扬机;卷筒直径在2m以下的称为小型提升机或小绞车、小卷扬机。
多绳摩擦提升机的工作原理与单绳缠绕提升机显著不同,它的钢丝绳不是缠绕在卷筒上,而是搭在主导轮上,钢丝绳(4根或6根)两端各挂一个提升容器(或一端悬挂容器,另一端悬挂平衡锤),借助于主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来拖动钢丝绳,使容器移动,从而完成提升和下放重物的任务。多绳摩擦式提升机具有体积小、重量轻、提升能力大、安全性能好等优点,适用于深井提升。
2.提升信号装置
为统一指挥提升作业和保障人员、设施的安全,在竖井提升中,必须装设声光兼备的信号系统。对于罐笼提升,必须设有能从各个中段发给井口总信号工转给提升司机的信号装置。井口信号与提升机之间要设闭锁装置。提升信号和系统一般应包括:
①工作执行信号;
②各个中段分别提升的指示信号;
③不同种类货物提升信号;
④检修信号;
⑤事故信号;
⑥询问信号(无联系电话时)。
对于箕斗提升的信号系统应包括①、②、⑤、⑥等信号。
信号均应为声光兼备的信号装置。此外,还应装设辅助信号系统,并装设调度电话。
井下各中段,在下列情况下,可设直接向卷扬机司机发出的信号:
①紧急事故停车;
②用箕斗提升矿石和废石;
③用罐笼提升矿石和废石,但必须由井口总信号工转换灯光信号给卷扬机司机后,才能接通直发信号。
罐笼提升除上述情况外,其余所有信号,必须经过井口总信号工转发。
为了便于卷扬机司机辨别,各中段发生的信号要有区别。卷扬机司机未弄清信号用途时,应停止升降。虽然做了上述一系列要求,但由于信号转送中发生差错而造成的事故仍不时出现,特别是值夜班司机和信号工长时间全神贯注,极易疲劳,因而发错或听错信号的事都容易发生。卷扬机信号显示仪可以避免发错或听错信号的事故。因为信号显示仪不仅有耳听铃声的声音通道,还有直接显示信号的目视通道,这样就提高了信号发送、接收的可靠性。此外,信号显示系统具有记忆能力,便于信号工和卷扬机司机进行校对。信号显示仪与卷扬机主控回路闭锁,可以保证卷扬机只能根据信号要求的方向行驶。
3.安全装置及有关安全要求
(1)卷筒缠绕的有关要求。由于钢丝绳在卷筒上缠绕后,会对卷筒产生缠绕应力,缠绕应力过大会造成筒壳变形损坏,因此,为了使筒壳应力分布均匀,在筒壳外面装设衬木,并在上面刻有绳槽,以使钢丝绳排列整齐。为了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳,规定缠绕层数在两层以上时,卷筒边缘距最外一层钢丝绳的高度不小于钢丝绳直径的2.5倍;钢丝绳由下层转到上层临界段(相当于四分之一绳圈长)必须经常加以检查,每季度应将钢丝绳移动四分之一绳圈的位置。
钢丝绳的绳头必须牢固地固定在卷筒上,要有特备的卡绳装置,不得将钢丝绳系在卷筒轴上;穿绳孔不得有锐利的边缘和毛刺,曲折处的弯曲不得形成锐角,以防止钢丝绳变形;卷筒上必须留有三圈绳作为摩擦圈,以减轻钢丝绳与卷筒连接处的张力。
(2)制动装置。制动装置是提升机的关键,必须非常可靠。
①制动装置的形式。制动装置按用途不同分为工作制动和安全制动(紧急制动、保险制动)。在提升机工作时,通过调整速度并在提升终了时使之正常停车,即为工作制动。当提升机工作异常时,使之迅速停车,以防止事故发生,即为安全制动。制动装置包括执行机构(即制动闸)和传动机构两部分。执行机构根据形式不同分为带式、块式(又可分为角移式和平移式)、盘式。传动机构有手动式、液(油)压式和气动式。
安全制动要求在紧急情况下能自动可靠地进行制动,因此必须借助电磁铁的断电,使机构动作,靠重力或弹簧力实行制动,同时要切断电机的电源,使提升机安全停车。
②制动装置的检查和维修。小型提升机制动装置检查、维修的内容及要求主要如下。
a.制动装置的动作必须灵活可靠;各传动杆件不变形、没有裂纹,紧固件不得松劲;各销轴不松旷、不缺油,开口销齐全。
b.闸瓦与闸轮接触良好;闸与闸轮的间隙应保持在2mm以内;闸把的工作行程不超过全行程的3/4。
c.闸带无断裂,磨损余厚不小于3mm;若闸木磨损,由固定螺栓顶端距闸木曲面不小于5mm,否则必须更换。
d.闸带与闸瓦连接必须用铜或铝铆钉,否则易磨坏闸轮。
e.闸轮表面应光滑,形状圆整;当闸轮表面沟深超过3mm,椭圆度大于1mm时,应采用车削等方法加以修理。
(3)过卷保护装置。当提升容器升到井口而未停车,继续向上提升而造成的事故叫做过卷事故。这类事故往往将井架拉坏,甚至将钢丝绳拉断而使提升容器坠落。当提升容器下放到井底而未减速停车,与井底承接装置或井窝发生撞击而造成的事故叫礅罐事故,实际上也是下放过卷事故。双钩提升时,过卷与礅罐可能同时发生。
过卷保护装置是将串联在保护回路内的过卷保护开关(行程开关)安装在井架和深度指示器上,当提升容器超过正常终端停止位置0.5m时,使过卷开关触点断开,保护回路线圈断电,即将电动机和安全制动电磁铁的电源切断,安全制动器发生作用而制动。
安装在井架上的过卷开关,要防止因提升容器的碰撞而损坏,可采用重锤式等间接碰撞的结构形式,避免直接碰撞。
为防止提升容器过卷后因惯性仍继续上升而冲撞井架,要设定合适的过卷高度,其要求如下:
①提升速度小于3m/s的罐笼,过卷高度不得小于4m;
②提升速度等于或超过3m/s的罐笼,过卷高度不得小于6m;
③凿井时期用吊桶提升,过卷高度不得小于4m;
④应按要求检验过卷保护装置动作是否可靠,位置是否准确,应分别对安装在井架和深度指示器上的过卷开关进行试验。
(4)限速保护装置。限速保护装置起两个作用:一是防止提升机超速;二是限制提升容器到进井口时的速度,以防因速度太快使制动距离过大造成的事故。为此,安全规程要求必须有限速保护装置:当提升速度超过正常最大速度的15%时,使提升机自动停止运转,实现安全制动;当最大提升速度超过4m/s时,能保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m/s。
限速保护装置一般可分为机械式和电磁式两种,机械式除少数老设备外已很少使用。电磁式限速装置主要由测速发电机和控制电器组成,当实际速度超过给定速度时装置就动作,从而实现限速保护。小型提升机因提升速度不高,结构较简单,一般都不配限速保护装置。
(5)紧急脚踏开关。为了能在提升机的工作闸或主令控制器失灵等紧急情况下,司机能够迅速地切断电源,实现紧急制动,防止事故发生,在司机台前装设紧急脚踏开关,只要司机一踩,就能切断电源,制动停车。
提升机除了上述安全保护装置外,还有过电流、欠电压、松绳、闸瓦磨损等保护装置,以及许多电气闭锁装置。一般来说,提升能力大,速度高的大型提升机,其安全保护装置较齐全,要求较高。小型提升机的安全保护装置相对较简单,但对于已有的安全保护装置一定要使用好,并要尽可能提高安全保护性能。
(6)过电流及无电压保护。当提升装置过负荷或供电中断时,使卷扬机停止运转,安全制动。
(7)闸瓦磨损保护。当闸瓦磨损超过规定值时,应发出警铃并切断主电机电源,卷扬机安全制动。
(8)油压制动系统保护装置。当制动油超压或欠压,或制动油温升过高,或制动油泵断电时,可以使主电机断电,卷扬机安全制动。
(9)润滑系统保护装置。当润滑油超压或欠压,或轴承温升过高时,可以使主电机断电,卷扬机安全制动。
上述自动保护是基本的,还要依据提升条件设置有关的保护措施。
4.提升机的安全要求
(1)提升机司机的安全要求
①提升机司机是矿山的特种作业人员之一,必须经过专门技术训练,考试合格并取得操作证后才能上岗。
②每班在提升前必须对设备进行检查,并进行试车,查看紧急闸与工作闸是否灵活可靠,各部件是否正常,确认无误后方可开车。
③在整个操作过程中必须精力集中,谨慎操作,若发现异常应停车分析,查找原因,做出判断,并及时汇报和处理。
④单钩下放,除井筒作业和检查设备外,要带电作业,防止超速飞车。
⑤要做好运转记录,下班时把情况交代清楚,存在的问题要及时处理好。
(2)缠绕式提升机的安全要求
①为了使筒壳应力分布均匀,在筒壳外面应装设衬木,并在上面刻有绳槽,以使钢丝绳排列整齐。
②为了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳,规定缠绕层数在两层以上时,卷筒边缘距最外一层钢丝绳的高度,应不小于钢丝绳直径的2.5倍;钢丝绳由下层转到上层临界段(相当于四分之一绳圈长)必须经常加以检查,每季度应将钢丝绳移动四分之一绳圈的位置。
③钢丝绳的绳头必须牢固地固定在卷筒上,要有特备的卡绳装置,不得将钢丝绳系在卷筒轴上;穿绳孔不得有锐利的边缘和毛刺,曲折处的弯曲不得形成锐角,以防止钢丝绳变形;卷筒上必须留有三圈绳作为摩擦圈,以减轻钢丝绳与卷筒连接处的张力。
④制动装置的动作必须灵活可靠;各传动杆件不变形、没有裂纹,紧固件不得松劲;各销轴不松旷、不缺油,开口销齐全。
⑤闸瓦与闸轮应接触良好;闸与闸轮的间隙应保持在2mm以内;闸把的工作行程不超过全行程的3/4。
⑥闸带无断裂,磨损余厚应不小于3mm;由固定螺栓顶端距闸木曲面应不小于5mm,否则必须更换。闸带与闸瓦连接必须用铜或铝铆钉,否则易磨坏闸轮。
⑦闸轮表面应光滑,不呈椭圆;当闸轮表面沟深超过3mm,椭圆度大于1mm时,应采用车削等方法加以修理。
⑧提升速度小于3m/s的罐笼,过卷高度不得小于4m;提升速度等于或超过3m/s的罐笼,过卷高度不得小于6m;凿井时期用吊桶提升,过卷高度不得小于4m。
⑨应按要求检验过卷保护装置动作是否可靠,位置是否准确;应分别对安装在井架和深度指示器上的过卷开关进行试验。
⑩当提升速度超过正常最大速度的15%时,应使提升机自动停止运转,实现安全制动;当最大提升速度超过4m/s时,应保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m/s。
为了在提升机工作时或主令控制器失灵等紧急情况下,司机能够迅速地切断电源,实现紧急制动,防止事故发生,应在司机台前装设紧急脚踏开关。
(3)多绳摩擦提升机的安全要求
①多绳摩擦提升用的钢丝绳,安全系数在升降人员或升降人员和物料时不低于8,升降物料时不低于7.5,专用升降物料的不低于7,作罐道或防撞绳用的不低于6。
②多绳摩擦提升机的首绳,使用中有一根不合格的,应全部更换。
③多绳提升机的钢丝绳用专用桃形绳夹时,回绳头必须用2个以上绳卡与首绳卡紧。
④采用扭转钢丝绳作多绳摩擦提升机的首绳时,必须按左右捻相间的顺序悬挂,悬挂前,钢丝绳必须除油。若用扭转钢丝绳作尾绳,提升容器底部必须设尾绳旋转装置,挂绳前,尾绳必须进行破劲。
⑤运转中的多绳摩擦提升机,应每周检查一次首绳的张力,如各绳张力反弹波时间差超过10%,应进行调绳。
⑥对主导轮和导向轮的摩擦衬垫,应视其磨损情况及时车削绳槽。绳槽直径差应不大于0.8mm,若衬垫磨损达2/3,应及时更换。
⑦采用多绳摩擦提升机时,粉矿仓要设在尾绳之下,粉矿仓顶面距离尾绳最低位置应不小于5m。穿过粉矿仓底的罐道钢丝绳应用隔离套筒予以保护。
⑧多绳摩擦提升系统两提升容器的中心距小于主导轮直径时,应装设导向轮;主导轮上钢丝绳包角应不大于200°。
⑨多绳摩擦提升机采用弹簧支承的减速器时,各支承弹簧应受力均匀;弹簧的疲劳和永久变形每年应至少检查一次,其中有一根不合格,都应按性能要求予以更换。
八、人员运送安全
在人员上下班通过的立(竖)井井筒、垂直超过90m的倾斜井巷、长度超过1500m的平巷(包括平硐)中,必须有机械运人设备。非规定运人的设备禁止乘人。
1.人员的竖井提升
提升高度大于50m的竖井,必须使用罐笼升降人员。不带乘人员的普通箕斗,不得用来升降人员。多绳提升系统升降人员的罐笼,可不带防坠器,但是,单绳提升系统升降人员的罐笼,必须带有动作灵活、可靠的防坠器。
在混合井内,箕斗提升和罐笼提升两个系统之间,应装设隔板。不设隔板的混合井,在升降人员的时间内,提升矿石的箕斗应暂停作业,以免因矿石撒落砸人,造成事故。在交接班升降人员时,要有专人负责,以保障升降人员的安全。在开始升降人员之前,应对提升设施的安全状况进行检查,确认无误后,方可开始升降人员。对于非连续作业的提升设施,还应试放一次空车。在开始升降人员以前,井口及各乘降人员中段的井底车场,必须有专职信号工,下井人员必须佩带工作带、胶鞋、矿帽、照明工具、防尘口罩等劳动保护器,在指定的等候地点乘罐,禁止在井口进出车平台及井底车场内乱窜。未经允许,不得在这些地点进行任何工作。乘罐人员应听从信号工的指挥,严格遵守乘罐制度。人员进出罐笼应依次出入,严禁抢下抢上。罐笼每层的乘人数量要在井口和井底车场公布,应禁止超员升降。信号工在关好罐门和安全门之后,方可发出提升信号。
信号发出后就禁止进出罐笼。在罐运行中,乘罐人员握住扶手,不要把身体探出罐外,不要把手放在罐门上,保持罐内安静。罐笼完全停稳,信号工打开井口安全门和罐门后,乘人才能跨出罐笼。下井人员出罐后,不要在井底车场逗留,禁止进入井底车场的工作硐室。升降人员时,不得将人员和物料混合提升。
2.人员的斜井运送
若斜井倾斜角度小于30°,垂高超过90m,或倾斜角度大于30°,垂高超过50m,都要采用机械升降人员。
(1)采用专门的人车。斜井人车要有顶盖,每辆人车上要装有可靠的断绳防坠器。当断绳时,防坠器能自动发生作用,也能用手操纵,每辆人车上的断绳防坠器要能同时发生作用。另外,提升机应有两套制动闸。
斜井人车应在斜井直线轨道上行驶,不可沿弯道进入水平巷道。在人员上下车的地点应设有台阶式的站台,其宽度在整个人车上不宜小于1~1.2m,其高度应与人车踏板相适应。运人斜井要装有可靠的信号,人员上下车的站台都要悬挂信号牌。运送人员的车应有跟车人坐在行驶方向的第一辆车内,手动防坠器把手或制动器把手要装在这辆车内。每班运送人员前,要对人车的连接装置、保险链和防坠器进行检查,并且必须先放一次空车,证实巷道和轨道无引起掉道的危险。
升降人员时,斜井提升装置卷筒上缠绕钢丝绳层数,应遵守如下规定:
①倾角在60°以上,准许缠绕两层;
②倾角在30°或60°以下,准许缠绕三层。
对于升降人员的斜井,当倾角超过25°时,只允许采用带平衡装置的人车提升或两端皆有人车的提升。
(2)采用架空乘人装置。我国有的矿山利用旧斜井,解决人员运送问题。其做法是在斜井的上部安装无极钢丝绳运输系统,在钢丝绳上固结有乘人器,当绞车带动钢丝绳运动时,乘人器被升降,可载人至井底或返回井口。架空乘人装置的巷道倾角应小于25°,运行速度不超过1m/s。乘人器(蹬座)中心与巷道一侧的距离不小于0.6m,踏蹬离地一般为0.2m,乘座间距不小于5m。架空乘人装置的驱动装置要安设制动器。其吊杆和牵引钢丝绳之间的连接装置不得自动脱钩。乘车人员不要用手去扶牵引钢丝绳,避免产生事故。在人员上下车的地点,必须安设能自动停车的安全装置和照明灯具。每日要对乘人装置进行一次检查,若发现问题,应及时处理。
3.平巷(包括平硐)中的人员运送
人员在平巷中的运送,主要是靠电机车带动平巷人车进行。凡使用电机车运输的主要平巷,若人员从井底车场(或平硐口)到工作地点所经平巷的长度超过1.5km,则上下班时必须用人车运送人员。人员乘车要听从指挥,不要超员乘车;人员所携带的工具和零件不要露出车外;在列车停稳后,乘人方能上下车辆;上下人员的车场(或地点)应有良好的照明。架空线要设分段开关,人员上下时,司机必须切断电机车的电源。乘车场内人员上下车时,禁止其他车辆进入。使用平巷人车运送人员时,在每班发车前,司机应认真检查各车的连接装置、轮轴和车闸,在确认无误后,方可开始运送人员。运人列车必须有保证制动距离不得超过20m的制动闸。行车速度不得超过3m/s。除专用人车外,电机车、翻斗车、底卸式矿车,物料车、平板车、尾车,以及两个车厢之间都不得搭乘人员。运人列车不得同时运送爆炸性的、易燃烧的或腐蚀性的物品,也不可附挂物料车。
九、斜井提升的安全要求
小型矿山常用的提升方式之一是斜井(斜坡)单钩串车提升,它具有设备简单、投资少、见效快的优点,但如果在操作、管理等方面不当,就容易发生事故,造成危害,因此要引起重视,应采取有效的措施,搞好斜井提升安全。
1.跑车事故及预防
(1)跑车事故的原因。斜井串车提升由于换钩频繁,钢丝绳容易磨损和断裂等因素,常常发生跑车事故,造成设备损坏和人员伤亡,影响生产。根据引起事故的不同原因,大致可分为以下几种。
①挂钩工疏忽而未挂钩就将空车下推引起的跑车。
②挂钩工操作不当而引起跑车事故。如在车辆未全部提上来就提前摘钩,结果后面未上来的车辆倒滑下斜坡而发生跑车。
③断绳引起跑车。
④车辆运行中由于挂钩插销跳出而发生跑车。这种事故往往在轨道质量不好,车辆运行时跳动,加上插销不合规格或未全部插进的情况下发生。
⑤连接装置断裂引起跑车。如三链环不合要求,矿车底盘槽钢断裂等情况。
⑥提升机制动器失灵引起飞车,是一种带绳的跑车。
(2)防止跑车事故的措施。防止跑车事故的措施:一是防止发生跑车;二是一旦发生跑车时要避免事故扩大,尤其是避免人员伤害。主要措施如下。
①严格执行井筒行车不行人、行人不行车制度,严禁蹬钩。
②应设常闭式防跑车装置,并经常保持完好。上部和中间车场,必须设阻车器或挡车栏,在车辆通过时打开,通过后关闭。下部及中间车场必须设躲避硐。
③在条件允许的情况下井口尽量使用甩车场,以避免平车场容易跑车的缺点。
④把钩工要经过培训、考试合格后才能上岗。要严格按操作规程进行操作,每次开车前必须检查牵引车数、钩头,以及各车的连接和装载等情况,确认无误后,方可发出开车信号。
⑤钢丝绳与矿车的连接和矿车之间的连接,都要使用不能自行脱落的连接装置。常用的有保险插销、自锁插销及带锁口圈的矿车连接器等。井筒倾角超过12°时,还应装保险绳。
⑥轨道要符合质量标准,并要及时清理,以防矿车掉道或运行时跳动。
⑦要加强矿车的检查和维修。发现底盘有开焊和裂纹的矿车,要停止使用。三链环与插销等连接装置要符合要求,不合格的不得使用。
⑧提升机制动装置要可靠,防止飞车。
(3)斜井防跑车装置。用于斜井发生跑车后能将跑下的车辆阻止,从而避免事故扩大,造成严重后果的装置。使用较多的防跑车装置有以下几种。
①自动抓捕装置。这种装置是利用发生跑车时,矿车速度较正常速度快的特征,使抓捕装置动作而抓住矿车的。其形式有底部爪钩式、旁侧式和顶部撞杆式等多种。
②电动式自动挡车门。这种装置利用跑车后,矿车在轨道上的位置与深度指示器上所反映位置不一致的特征来实现防跑车。它主要由电动挡车门和电控系统两部分组成。
③闭锁式防跑车装置。这种装置是在正常下放时靠把钩工的操作使矿车不与装置的冲击杆碰撞,而在发生跑车时靠矿车的冲击能量,使装置的挡车门落下挡住下跑的矿车,从而实现防止跑车事故的。
2.斜井运送人员的安全要求
为了减轻矿工的体力消耗,缩短行走的时间,在斜井距离较长,垂直高度较大时,应采用机械来运送人员。
(1)斜井人车。斜井人车是专供运送人员上下之用的,其本身不带动力,用提升机钢丝绳牵引,由跟车的司机发送信号指挥提升机司机开车。
人车上装有断绳防坠器,当发生断绳或连接器脱钩等事故时,能自动将人车平稳地停车。断绳防坠器也可以用手操纵。人车断绳防坠器主要有插爪式和抱轨式两种。人车的防坠器要按有关规定进行检查和试验,定期进行维修、调整,使其动作灵活可靠。
(2)人车信号。为了保证乘车人员能随时与提升机司机取得联系,必须安装在运行途中任何地点都能发出紧急信号的声、光信号装置。多水平提升时,各水平的信号必须有所区别,以便提升司机辨认。所有收发信号的地点都要悬挂明显的信号牌。人车信号装置主要是有线式和感应式两种。
(3)乘车安全。乘车人员要遵守人车管理制度,听从人车司机和管理人员的指挥,不得拥挤,不得超员乘坐,在指定地点上下车;井口和各车场要设立候车室,候车人员要待车上人员下完后才能上车,上车后应关好车门,挂好车链;人车司机要由责任心强,经过培训考试合格的人员担任。