立井提升安全培训教案

立井提升安全培训教案

矿井提升的任务是沿井筒提升煤炭、矿石和矸石，下放材料，升降人员和 设备。它在矿井生产中有极其重要的地位。

一、矿井提升设备的组成及分类

矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机(包括 机械及拖动控制)，井架或井塔以、装卸载设备及辅助设施等。

从不同的角度，矿井提升设备有以下几种分类： ()按用途分：

主井提升设备，用来提升煤炭或矿物。 副井提升设备，完成辅助提升任务。 ()按提升容器分：

箕斗提升设备，用于主井提升。

罐笼提升设备，大型矿井用于副井提升，小型矿井也可兼作主井提升。 ()按提升机类型分：

缠绕式提升设备和摩擦式提升设备，二者都可以用于主井或副井提升。缠 绕式提升设备可用于立井和斜井，而摩擦式提升设备只用于立井提升。

()按拖动方式分：交流提升设备和直流提升设备。

交流拖动装置的特点：在加速阶段采用附加电阻调速，效果良好。随着可 控硅动力制动系统、低频拖动系统及微拖动系统的发展与运用，交流拖动装置的 调速性能会更令人满意。但交流拖动装置有两个突出的缺点，一是调速利用附加 电阻，增大了附加电能损失；二是实现自动化有一定困难。

直流拖动装置是利用改变直流电动机电枢输入电压的方法来调速的。 直流拖动的最 大优点是：调速平滑稳定，调速范围广，容易实现提升自动化，因为电动机转速 几乎与提升负载无关，在低速范围内也能稳定运行。

()按井筒的角度分：立井提升设备、斜井提升设备和露天矿斜坡提升设 备。 矿井提升系统常用的主要有两类，即以提升煤炭为主的主井箕斗提升系统 和完成其他辅助任务的副井罐笼提升系统。

立井箕斗提升系统组成主要包括：提升机、箕斗、天轮、井架、卸载曲轨、 煤仓、提升钢丝绳、井底煤仓、给煤机、装载设备、输送机(或翻车机) 、定量 器或测重装置等组成，如图一所示。

立井箕斗提升系统的工作过程是：煤炭由电机车牵引入井底车场的翻笼硐 室，用翻车机将煤卸入井底煤仓，或由井下带式输送机直接运送至井底煤仓内， 当空箕斗运行到井底装载位置时，通过定量器或测重装置，将预定的煤量装入井 底空箕斗，同时，在地面井架上的重箕斗通过井架上的卸载曲轨到达卸载位置后， 箕斗底部的卸载闸门自运打开，将煤卸入井架的煤仓中，完成一次提升过程。当 井底装载完毕的重箕斗和井架上卸载后的空箕斗， 两个箕斗由提升机滚筒带动在 井筒中作上下往复运动，又重复上述煤炭提升过程。

立井罐笼提升系统组成主要包括：提升机、罐笼、天轮、井架、提升钢丝 绳、井口安全门、摇台及井口辅助机械和安全保护装置等组成。如图所示。

立井罐笼提升系统工作过程是：在井底车场将重矿车推入罐笼内，并将罐 笼内的空车顶出，同时完成装载和卸载，在地面井口用同样的方法将空矿车推入 罐笼内把重矿车顶出，完成装载和卸载。当井底、井口都完成装、卸载时，由信 号把钩通过规定的

信号联系， 司机操纵提升机， 两罐笼由提升机带动下往复运动， 把装有重车的罐笼上提到井口， 把装有空车的罐笼下放到井底车场， 完成一次提 升循环。然后再重复上述提升过程。

二、矿井提升设备

（一）提升容器 提升容器是直接用来装运煤炭、矸石、人员、材料及设备的工具。按其结 构可分为罐笼、 箕斗、矿车及吊桶等。 下面介绍立井提升系统常用的普通罐笼和 底卸式箕斗。

.箕斗 箕斗是单一用途的提升容器，只用于提升煤炭或矸石，所以箕斗通常用于 主井提升。箕斗主要由三部分组成，即悬挂装置、斗箱和卸载闸门。根据箕斗这 三部分的不同有各种不同类型的箕斗， 有框架式和无框架式； 有方形断面和矩扇 形断面式；有扇形闸门式、圆板闸门式和平板闸门式；有翻转卸载式、倾斜卸载 式和底部卸载式等。对箕斗的基本要求是： （）结构坚固，重量轻；（）有足够的 刚度，能承受冲击载荷；（）装卸载速度快，这是箕斗的一个重要特性； （）运行 可靠，不撒煤，特别是闸门要可靠； （）在井筒中易布置，卸载时不使井架受力 过大。

我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底部卸载式箕斗。这种箕斗采用曲轨连杆 下开折页平板闸门的结构型式，有以下优点：闸门结构简单、严密，关闭闸门的 冲击力小，卸载时撒煤少。 由于闸门是向上关闭的， 对箕斗存煤有向上捞回的趋 势，可有效防止因煤仓满仓而发生卡箕斗造成断绳事故。箕斗卸载时闸门开启， 主要借助煤的压力， 因而传递到卸载曲轨上的力较小， 改善了井架受力状态， 过 卷时闸门打开后， 即使脱离卸载曲轨也不会自动关闭， 因此可以缩短卸载曲轨的 长度。这种闸门的的缺点是：如果闭锁装置一旦失灵，闸门就可能由于震动、冲 击而在井筒中自行打开，因此必须经常认真检查闭锁装置。

我国立井单绳箕斗型号为和型，多绳箕斗型号为和型。单绳箕斗和多绳箕 斗结构基本相同， 主要区别在于连接装置， 多绳箕斗的连接装置要连接多根钢丝 绳，有关连接装置在以后的内容有详细介绍。

箕斗的装载设备普遍采用预先定量装载方式，其优点是撒煤量小，提升稳 定，便于实现自动化，主要有定量斗箱式和定量运输机式。

定量斗箱式装载设备具有结构简单、环节少等优点，其主要由斗箱、溜槽、 闸门、控制缸和测重装置组成， 在我国已形成标准和系列设备。 这种装载设备需 要在井筒的装载位置附近开较大的硐室， 同时装载时间随煤质和水分的不同而改 变。

定量运输机式则是提前将煤给在慢速运转的胶带或板式输送机上并同时称 重，待空箕斗到达装载位置时， 输送机快速运转， 将预先称好的煤迅速装入箕斗。 其优点是向箕斗装载均匀， 减少提升钢丝绳的冲击负荷； 减少装倒次数， 从而减 少煤的破碎和煤尘； 装载时间恒定， 便于实现自动化； 井筒附近不需开较大的硐 室。 罐笼是一种多用途的提升容器，它既可以提升煤炭，也可以提升矸石、升 降人员、运送材料及设备等。罐笼既可用于主井提升，也可用于副井提升。罐笼 的类型有单绳罐笼和多绳罐笼两种， 其层数有单层、 双层和多层之分。 标准罐笼 载荷按固定车箱式矿车的名义载货量确定为、 和三种，每种均设有单层和双层罐 笼。

对罐笼的结构性能要求：满足在规定的时间内升降人员的要求；应能升降 井下使用的大型设备； 升降人员的罐笼要装设防坠器； 罐笼的结构应当坚固， 自 重要轻，国内外开始选用铝合金，高强度钢或复合材料制造罐笼。此外，罐笼顶 部要设有半圆弧形的防淋水棚和可以打开的罐盖， 以便运送长材料时打开。 罐笼 两端有罐帘或罐门。 为了矿车进出， 罐笼内要铺设轨道， 为了防止提升时矿车在 罐笼内移

动，罐笼内还设有阻车器。

罐笼分为立井单绳罐笼，立井多绳罐笼和斜井罐笼。斜井罐笼用得很少。 多绳罐笼自重较大，罐笼中留有添加配重的空间，不设防坠器。

.提升容器的导向装置 为提升容器在井筒中运行导向的装置称为罐道，可分为刚性罐道和柔性罐 道两种。刚性罐道一般采用钢轨、 各种型钢或方木， 固定在井筒中的型钢罐道梁 上而形成；柔性罐道采用钢丝绳， 一端固定在井架上， 一端垂到井底用重锤拉紧。 目前应用较普遍的是钢罐道和钢丝绳罐道。

（）钢罐道 钢罐道的型式有钢轨罐道和用型钢焊接而成的矩形断面组合罐道。负轨罐 道主要缺点是侧向刚度小， 造成容器横向摆动， 而且对罐耳磨损大， 通常适用于 提升速度和终端载荷都不大的容器。 刚性组合罐道的截面是空心矩形， 一般由槽 钢焊接而成， 国外也有用整体轨制型钢的， 其主要优点是侧向抗弯曲和抗扭转刚 度大，可配合使用摩擦系数小的橡胶滚动罐耳， 如图 —所示。橡胶滚动罐耳由一 个端面橡胶轮和两个侧面橡胶滚轮组成。 这种罐道使容器运行平稳， 罐道和滚轮 磨损小，服务年限长。 在提升速度和终端载荷大的情况下， 使用这种罐道更为合 适。

（）钢丝绳罐道 钢丝绳罐道与刚性罐道相比，具有安装工作量小，建设时间短，维护简便， 容器运行平稳， 因无罐道梁， 可适当减少井筒壁厚和通风阻力小的优点。 其缺点 是：使用钢丝绳罐道时， 容器之间及容器与井壁之间的间隙要求较大， 增加井筒 净断面积；由于钢丝绳需加张紧力，使井架或井塔荷重增大；当地压较大时，井 筒中心线发生错动，或井筒不直而发生弯曲时，不能采用钢丝绳罐道。

罐道绳应采用刚性大，耐磨性和防锈蚀性强的钢丝绳， 《煤矿安全规程》规 定：钢丝绳罐道应优先选用密封式钢丝绳。

（）《煤矿安全规程》对罐道的规定 提升容器的罐耳在安装时与罐道之间所留的间隙：使用滑动罐耳的刚性罐 道每侧不得超过5mm,木罐道每侧不得超过 10m m；钢丝绳罐道的罐耳滑套直 径与钢丝绳直径之差不得大于 5mm;采用滚轮罐耳的组全钢罐道的辅助滑动罐 耳,每侧间隙应保持 15mm。

罐道和罐耳的磨损达到下列程度时，必须更换：①木罐道任一侧磨损量超 过15mm或其总间隙超过40mm。②钢轨罐道轨头任一侧磨损量超过 8mm或轨 腰磨损量超过原有厚度的％;罐耳的任一侧磨损超过 8mm或在同一侧罐耳和罐 道的总磨损量超过10mm或者罐耳与罐道的总间隙超过 20mm③组合钢罐道任 一侧的磨损量超过原有厚度的％。④钢丝绳罐道与滑套的总间隙超过 15mm

.提升容器的防坠器 《煤矿安全规程》第条规定：升降人员或升降人员和物料的单绳提升罐笼、 带乘人间的箕斗，必须装设可靠的防坠器。

防坠器是当提升钢丝绳或连接装置万一断裂时，能使提升容器平稳地支撑 在井筒罐道上而不会坠落的装置。 防坠器是立井提升中一项很重要的安全保护装 置。

（）防坠器的结构和分类 防坠器一般由四部分组成：

① 开动机构：当发生断绳事故时，开动防坠器，使之发生作用。我国广泛 采用弹簧式开动机构， 正常提升时， 在罐笼和提升钢丝绳的拉紧作用下， 使传动 弹簧处于拉伸或压缩状态， 当钢丝绳的拉紧力消失， 弹簧恢复变形的过程中开动 防坠器。

② 抓捕机构：是防坠器的工作机构，当抓捕机构动作时，能紧紧抓住罐道， 使提升容器不坠落。

③ 传动机构：当开动机构动作时所产生的动力通过传动机构而带动抓捕机 构，一般为杠杆系统。

④ 缓冲机构：用以调节防坠器的制动力，吸收下坠提升容器的动能，限制 制动力允许减速值的极限范围。

根据使用条件和工作原理，防坠器可以分为以下几种：木罐道防坠器、钢 轨罐道防坠器和钢丝绳罐道防坠器。

（）防坠器的检查、维护和试验要求 由于防坠器的工作环境差，担负的任务又十分重要，而且经常是处于备用 状态，当发生断绳事故时，要求其动作灵活可靠，因此，为了保证防坠器正常工 作，必须经常进行检查与维护。

① 检查与维护：对罐笼或带乘人间的箕斗防坠器要每天由分工专职人员检 查维修次。 要检查防坠器各零件有无损坏； 各部分螺丝是否有松动现象； 检查各 关节部分是否灵涛，对阻碍活动的油垢杂物要清除，并对各活动部位注油润滑。 将钢丝绳放松和提起，观察防坠器抓捕机构动作是否灵活可靠。除每天检查外， 有关负责人员应定期组织检查和维修， 对损坏零件进行更换； 测定卡爪、 楔块与 罐道之间的间隙和各部分磨损情况， 并进行及时调节或更换。 同时要对罐道磨损 情况、制动绳磨损情况和缓冲装置进行检查和维修。 特别要注意制动绳上部的固 定连接情况，如发现锈蚀严重，要及时处理。

② 试验要求：《煤矿安全规程》规定：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。 对使用中的立井罐笼防坠器， 应每个月进行次不脱 钩试验，每年进行次脱钩试验。 对使用中的斜井人车防坠器， 应每班进行次手动 落闸试验、 每月进行次静止松绳落闸试验、 每年进行次重载全速脱钩试验。 防坠 器的各个连接和传动部分，必须经常处于灵活状态。

.提升容器的连接装置 连接装置是指提升容器与提升钢丝绳之间的连接器具。连接装置不合要求 将会造成严重事故。

连接装置有桃形环连接装置和楔形环连接装置，目前楔形环连接装置已代 替了桃形环连接装置， 改变了钢丝绳的弯曲受力情况， 使钢丝绳的连接更牢固可 靠，如图 —所示。

在多绳摩擦提升中各钢丝绳因各绳的物理性质不同、各绳槽的深度不等、 钢丝绳的长短不一和钢丝绳的滑动与蠕动， 钢丝绳的张力难以保持一致。 为了改 善各钢丝绳张力的不平衡状况，通常设有平衡装置。

平稳衡装置的类型大致可分为四种： ）平衡杆式平衡装置； ）角杆式平衡装 置；）弹簧式平衡装置；）液压式平衡装置。

我国目前使用较普遍、使用效果较好的是螺旋液压式调绳器，如图 —所示。 它可以定期调节钢丝绳的长度， 以调整各绳的张力差， 也可将它的液压缸互相连 通，在提升过程中使各绳的拉力自动平衡。它其有调整迅速、劳动量小、准确度 高和自动平衡等优点。

（二）提升机的安全装置

.提升机的安全保护回路与安全保护装置 为了确保提升机的安全运转， 在提升机电控系统中设置灵敏可靠的安全保护 回路，只有在系统中所有的保护装置都处于正常状态时，提升机才能正常工作。 安全保护回路的作用是： 当由于某种原因使安全接触器断电时， 一方面使安全制 动电磁铁释放， 进行安全制动， 使提升机停车； 另一方面使换向器及线路接触线 圈电路断开，从而使高压换向器断开，使提升机电动机停电，安全停车。

安全保护回路是通过安全保护装置来维护提升设备的安全运转，保证提升 人员的安全及维持矿井的正常生产。

根据《煤矿安全规程》规定，提升装置必须装设下列保险装置，并符合下 列要

求：

（）防止过卷装置： 当提升容器超过正常终端停止位置 （或出车平台） 0.5m 时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。

提升机的过卷具有极大的危害性，过卷严重时能将井架拉倒，基至将钢丝 绳拉断而使提升容器坠井。 当为双滚筒提升时， 一边发生过卷， 另一边则发生蹾 罐事故，破坏提升容器和其它设备，或造成人员伤亡事故。

防止过卷装置通常是使用行程开关，分别装在井架（井塔）和深度指示器 相应的位置上，当行程开关动作时，安全回路断电，并进行相应的安全制动。过 卷开关必须经常检查和维护，并定期做试验，以保证动作可靠。

（）防止过速装置：当提升速度超过最大速度的％时，必须能自动断电， 并能使保险闸发生作用。

（）过负荷和欠电压保护装置。 过负荷保护装置也叫过电流保护装置，用来保护提升电动机的过载和短路 及其它设备的安全运行。 欠电压保护装置是当电压低于允许值时， 实现安全制动。

（）限速装置：提升速度超过 3m 的提升绞车必须装设限速装置，以保证提 升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度超过 2m。如果限速装置为凸轮板， 其在个提升行程内的旋转角度应不小于°。

防止过卷装置能做到过卷后保险闸立即动作，但这并不能完全保证提升的 安全，因为由于惯性作用，保险闸动作后，提升绞车并不能立即停止运转，需要 有一个制动过程， 而制动过程时间的长短取决于保险闸开始动作的提升速度。 所 以必须用限速装置来保证提升容器到达井口时的速度不超过 2m,否则仍会造成 严重事故。

（）深度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动断电并使保险闸 发生作用。

（）闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。 提升绞车的停车，靠的是闸瓦与闸轮或闸盘间的摩擦力产生的制动力矩， 所以闸瓦是易磨损零件， 当磨损到极限程度时， 固定闸瓦的铜螺钉就要与闸轮或 闸盘相摩擦而产生制动力矩，或由于闸瓦间隙超限而不能产生制动力矩。因此， 必须装设闸间隙保护装置。 （）松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回 路和报警回路， 在钢丝绳松弛时能自动断电并报警。 箕斗提升时， 松绳保护动作 后，严禁受煤仓放煤 因为提升机在下放提升容器时，如果提升容器在井筒中被卡住或是箕斗在 卸载位置被卡住等现象发生时， 若提升机继续运转， 提升钢丝绳就会松弛。 目前 的松绳保护装置， 一般是将传动 （感）部分置于松弛钢丝绳易于接触并易于查验 和维护的地方，安装时要特别注意松弛的钢丝绳可能被提升机房出绳孔等构筑物 托住，不能准确反映松绳的问题。对松绳保护应制定详细的检查、试验、维护、 保养、检修制度，并认真落实。

（）满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能报警和自动断电。 立井箕斗提升，卸载煤仓满仓时，导致箕斗在卸载位置不能卸空，卸载闸 门被煤块卡住不能复原， 易造成松绳坠箕斗事故。 常用的满仓信号保护有红外线 式、杠杆式和电极式等。

（）减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）到达设计减速位置时， 能示警并开始减速。

此外，《煤矿安全规程》还规定：防止过卷装置、防止过速装置、限速装置 和减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型式。 立井、斜井缠绕式提升绞车 应加