提升装置必须装设下列保险装置,并符合下列要求:
(一)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。
(二)防止过这装置:当提升速度超过最大速度15%时,必须能自动断电,并能使保险闲发生作用。
(三)过负荷和欠电压保护装置。
(四)限速装置:提升速度超过3m/s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不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板,其在1个提升行程内的旋转角度应不小于270°。
(五)卢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。
(六)闸间隙保护装置:当闸间隙超过规定佳时,能自动报警或自动断电。
(七)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,松绳保护装置动作后,严禁受煤仓放煤。
(八)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。
(九)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。
防止过卷装置、防止过这装置、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设定车装置。
【解读】本条是关于提升装置必须装设保险装置的规定。
1.防止过卷装置:要求提升容器超过正常终端停止位置0.5m时,必须能自动断电,并能使保险闸发生作用。要求的是能自动断电的位置,而不是开始触碰过卷开关,否则将使自动断电的距离加大,从而加大了保险闸发生作用时的提升容器的运行速度,影响制动效果。
2.防止过速装置:当提升速度超过最大速度15%时,必须能自动断电,并使保险闸发生作用。提升装置提升重物的最大速度是电动机以小于同步转数运行时的速度,而在重物下放时,电动机是在超同步转数的发电制动状态下运行,提升容器的运行速度大于重物提升时的速度。当下放重物的旋转力矩与电动机的额定转矩等效时,电机的转数在高于同步转数一个转差率的转速上运行,这是提升装置的最大速度。当下放重物的重力超过电机额定转矩所形成的牵引力时,电机的发电制动电流将大于电机的额定电流,但对重物的运行速度仍能起到控制作用。只有当重物的重力超过电动机的发电制动的最大控制能力时,其速度才能超过最大提升速度的15%,实际上已经处于跑车状态,此时必须能自动断电并能使保险闸发生作用。
3.过负荷保护要起到两种作用。一种是瞬间出现的严重过负荷,电流可达正常电流的数倍,可能是由于卡罐等突发情况所致,必须立即停车紧急施闸;另一种情况是过负荷造成的电流超过正常值的幅度不太大,但持续的时间较长,也会使电机产生过热,加快绝缘老化,影响电机寿命,也应进行过流保护。对于前者一定要可靠,即对于过流继电器的瞬动保护要定小些,保证在短路或卡罐时可靠地动作,而在反时限的过流整定上可适当延长动作时间。如1984年林盛矿主井坠箕斗事故,如果过流继电器再坚持20s不动作,就能提升到终点而避免一次坠箕斗事故,而电机也不会因此而烧掉。
电机在欠电压下运行,会降低电机的有效功率,产生过热或启动不了,必须有欠电压保护。
当斜井提升绞车未能及时减速,全速运行冲出井口进入校桥时发生了紧急制动,由于找桥坡度变小,矿车自然减速度变小,运行距离加大,钢丝绳的松绳长度加长,此时矿车到滚筒之间的钢丝绳又最短,矿车反向冲击最容易断绳,所以在减速点设限速保护开关很重要。如老旧杂设备确实设限速保护有困难,最低也要设减速点示警信号。
4.限速保护是保护提升绞车在加速、全速和减速阶段的运行速度都不超过设计该阶段运行速度的10%。超速过多会报警并发生保险制动,可防止下放重物时,工作闸松闸过快,控制器操作没跟上,不能及时制动,控制不住速度,超速下放,造成过放、坠罐、坠斗事故。斜井绞车由于没安装超速保护,造成跑车事故的案例很多。
在减速阶段如司机没能及时操作控制器,将绞车电机转子回路加入电阻,使提升速度降下来,限速保护可以自动进行减速,并将提升终了速度控制在2m/s以内,防止造成高速过卷事故。
使用限速凸轮板的限速装置,是将凸轮板制成设计的速度图形状,用凸轮凸出的曲线形状控制限速变阻器的电阻大小,达到控制速度的目的。为了速度控制的准确,凸轮板的曲线必须尽量加长,充分利用凸轮板转动的有效长度,所以规定在1个提升行程内的旋转角度应不小于270°。
5.深度指示器失效保护装置,是在深度指示器因离合器没合到位、定位销失效、断轴等失去深度指示作用时,能自动断电并发生保险制动的保护装置。深度指示器失效时,由于失去了深度指示作用,往往又不能被司机及时发现而不能按时减速,造成全速过卷的事故时有发生。因为深度指示器故障,可导致室内过卷保护失效,减速点自动减速失效,减速警铃失效。如果是离合器失效还能使限速保护失效,必然不能按时自动减速,因此而多次发生过全速过卷事故,所以深度指示器的失效保护非常重要。可以由减速器高速轴转动产生的脉冲信号和深度指示器主轴转动产生的信号共同作用保持绞车正常运行,停车时2个信号同时无输出,保护装置也不动作,一旦减速机正常运转发出信号,而深度指示器没有信号发出,保护装置便起作用,停电和发生保险制动。
6.箕斗卸载煤仓的满仓保护装置,是当卸载煤仓仓满时能自动发出报警信号并断电使绞车不能提升的保护装置。提升箕斗的卸载煤仓满仓时,箕斗里的煤由于煤仓中煤位的上升而无法卸净,使箕斗里的煤和煤仓里的煤堆连在一起,如果没有满仓保护装置,绞车司机不知道已经满仓,超过正常卸载时间后,司机认为箕斗已经卸完煤,便开车下放。由于篓斗中的煤和煤仓里的煤堆连在一起,对底卸式箕斗扇形门的关闭形成很大阻力,利用箕斗自重迫使扇形门的滚轮溜曲轨迫使扇形门关闭的力克服不了堆连在一起的煤的阻力而卡住箕斗不能下放,如果绞车已经开始下放,必然造成松绳,此时煤仓下部正在放煤,很快使煤位下降,堆连的煤断开,箕斗下滑失去阻力,立即快速下冲,使已经松的钢丝绳在巨大冲击力作用下而断绳坠斗。由此而发生松绳、冲击断绳坠斗的事故曾发生过多次。原因是看煤仓的信号工脱岗、精神不集中,没发现满仓;满仓信号失效,用煤位继电器的满仓保护,由于煤干燥,大块隔住,使煤位电板不能因满仓而接地造成失效;机械连杆式的满仓保护,因煤块或杂物将连杆挤住而不能动作;光电式满仓保护会因大量煤尘的影响而经常误动作而甩掉不用等等,使满仓保护失效。当由于松绳使绞车室钢丝绳出口处的托(松)绳保护发生作用时,往往松绳的长度已达到和超过箕斗冲击断绳的长度。能造成冲击断绳的最小松绳长度可用以下方法算出。
冲击力Fc:
式中 Q0——箕斗质量,㎏;
A——钢丝绳内钢丝断面之和,cm2;
E——钢丝绳弹性模数,12×106kg/cm2;
s——松绳长度,m;
L——箕斗到绞车滚筒的绳长,m。
钢丝绳的破断力按最大静张力的6倍计算,当冲击力Fc大于钢丝绳破断力时,会使断绳坠斗。例如:
有一立井提升绞车,数据如下:
箕斗质量:Q0=6000㎏
箕斗载荷质量:Q=9000㎏/m
提升高度:H=800m
钢丝绳破断拉力Fn:Fn=6(Q+Q0+P0H)÷102
=6(6000+9000+10×800÷102
=1353kN
松绳冲击力Fc达到1353kN时断绳,即
故s=0.135L
当卷筒到箕斗绳长L=50m时,松绳长度s=0.135×50=6.8m,就可冲击断绳。因此,满仓保护很重要,要对满仓信号精心维护,使其能可靠地发挥作用,也可以设满仓监护信号工,专门监视满仓。最好在箕斗卸载时煤仓下口不放煤,当箕斗离开卸载位置再放煤,至少放煤口应设一满仓信号,满仓时不放煤,先与绞车司机联系,确定箕斗已经离开卸载位置再放煤,避免卡住箕斗后下放松绳,造成冲击断绳坠斗事故。目前已有将底卸式粪斗的扇形门改成立闸门,在卸煤位置用液压或气压控制,去掉曲轨,避免因曲轨托住滚轮关不上扇形门而卡斗,效果很好。
7.闸间隙保护装置:是当闸瓦间隙超限,没能及时紧闸而使制动力矩下降的保护装置。采用压气制动的,安装在工作闸气缸超高位置;采用重锤制动的,安装在重锤位置过低处;采用弹簧制动的,安装在弹簧的限位点上。
8.松绳保护:立井卸载煤仓满时,有时会使卸载粪斗卡住,箕斗下放产生松绳,如果此时煤仓放煤,煤位下降,托不住箕斗,会产生坠斗断绳,此时应严禁煤仓放煤并报警。
9.室内过卷保护开关安装在深度指示器上,室外过卷保护开关安装在井架上,防止过速保护和限速保护,在TKD控制系统中都是由测速发电机提供信号,控制安装在继电器控制盘上的断电GSJ1和GSJ2动作实现保护作用。有的老式绞车是安装在深度指示器下面的限速圆盘处。减速功能保护开关安装在深度指示器上和井筒中,每种保护都是通过将其接点串接在保安继电器AC线圈回路中,故障时断开,使保安继电器AC失电动作,实现停电和紧急制动的目的。这些串接的接点,有的距离很近,直接串联很方便,但是不能就近直接串接,每对接点的一对引出线都得独立引出到保安继电器AC的继电器盘的接线端子上,这样可以避免由于直接串接,一处故障,造成全部保护失效,也便于故障的查找,所以规定要互相独立的双线型式接线。
为了在检修制动系统时,将绞车滚筒固定住,不因制动失效而发生坠斗、坠罐和跑车事故,立井、斜井缠绕式提升绞车应加设定车装置。