提升裝置必須裝設(shè)下列保險(xiǎn)裝置,并符合下列要求:
(一)防止過卷裝置:當(dāng)提升容器超過正常終端停止位置(或出車平臺(tái))0.5m時(shí),必須能自動(dòng)斷電,并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生制動(dòng)作用。
(二)防止過這裝置:當(dāng)提升速度超過最大速度15%時(shí),必須能自動(dòng)斷電,并能使保險(xiǎn)閑發(fā)生作用。
(三)過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置。
(四)限速裝置:提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設(shè)限速裝置,以保證提升容器(或平衡錘)到達(dá)終端位置時(shí)的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板,其在1個(gè)提升行程內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不小于270°。
(五)盧深度指示器失效保護(hù)裝置:當(dāng)指示器失效時(shí),能自動(dòng)斷電并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。
(六)閘間隙保護(hù)裝置:當(dāng)閘間隙超過規(guī)定佳時(shí),能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。
(七)松繩保護(hù)裝置:纏繞式提升絞車必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路,在鋼絲繩松弛時(shí)能自動(dòng)斷電并報(bào)警。箕斗提升時(shí),松繩保護(hù)裝置動(dòng)作后,嚴(yán)禁受煤倉放煤。
(八)滿倉保護(hù)裝置:箕斗提升的井口煤倉倉滿時(shí)能報(bào)警和自動(dòng)斷電。
(九)減速功能保護(hù)裝置:當(dāng)提升容器(或平衡錘)到達(dá)設(shè)計(jì)減速位置時(shí),能示警并開始減速。
防止過卷裝置、防止過這裝置、限速裝置和減速功能保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置為相互獨(dú)立的雙線型式。
立井、斜井纏繞式提升絞車應(yīng)加設(shè)定車裝置。
【解讀】本條是關(guān)于提升裝置必須裝設(shè)保險(xiǎn)裝置的規(guī)定。
1.防止過卷裝置:要求提升容器超過正常終端停止位置0.5m時(shí),必須能自動(dòng)斷電,并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。要求的是能自動(dòng)斷電的位置,而不是開始觸碰過卷開關(guān),否則將使自動(dòng)斷電的距離加大,從而加大了保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)的提升容器的運(yùn)行速度,影響制動(dòng)效果。
2.防止過速裝置:當(dāng)提升速度超過最大速度15%時(shí),必須能自動(dòng)斷電,并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。提升裝置提升重物的最大速度是電動(dòng)機(jī)以小于同步轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行時(shí)的速度,而在重物下放時(shí),電動(dòng)機(jī)是在超同步轉(zhuǎn)數(shù)的發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行,提升容器的運(yùn)行速度大于重物提升時(shí)的速度。當(dāng)下放重物的旋轉(zhuǎn)力矩與電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等效時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)在高于同步轉(zhuǎn)數(shù)一個(gè)轉(zhuǎn)差率的轉(zhuǎn)速上運(yùn)行,這是提升裝置的最大速度。當(dāng)下放重物的重力超過電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩所形成的牽引力時(shí),電機(jī)的發(fā)電制動(dòng)電流將大于電機(jī)的額定電流,但對重物的運(yùn)行速度仍能起到控制作用。只有當(dāng)重物的重力超過電動(dòng)機(jī)的發(fā)電制動(dòng)的最大控制能力時(shí),其速度才能超過最大提升速度的15%,實(shí)際上已經(jīng)處于跑車狀態(tài),此時(shí)必須能自動(dòng)斷電并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。
3.過負(fù)荷保護(hù)要起到兩種作用。一種是瞬間出現(xiàn)的嚴(yán)重過負(fù)荷,電流可達(dá)正常電流的數(shù)倍,可能是由于卡罐等突發(fā)情況所致,必須立即停車緊急施閘;另一種情況是過負(fù)荷造成的電流超過正常值的幅度不太大,但持續(xù)的時(shí)間較長,也會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生過熱,加快絕緣老化,影響電機(jī)壽命,也應(yīng)進(jìn)行過流保護(hù)。對于前者一定要可靠,即對于過流繼電器的瞬動(dòng)保護(hù)要定小些,保證在短路或卡罐時(shí)可靠地動(dòng)作,而在反時(shí)限的過流整定上可適當(dāng)延長動(dòng)作時(shí)間。如1984年林盛礦主井墜箕斗事故,如果過流繼電器再堅(jiān)持20s不動(dòng)作,就能提升到終點(diǎn)而避免一次墜箕斗事故,而電機(jī)也不會(huì)因此而燒掉。
電機(jī)在欠電壓下運(yùn)行,會(huì)降低電機(jī)的有效功率,產(chǎn)生過熱或啟動(dòng)不了,必須有欠電壓保護(hù)。
當(dāng)斜井提升絞車未能及時(shí)減速,全速運(yùn)行沖出井口進(jìn)入校橋時(shí)發(fā)生了緊急制動(dòng),由于找橋坡度變小,礦車自然減速度變小,運(yùn)行距離加大,鋼絲繩的松繩長度加長,此時(shí)礦車到滾筒之間的鋼絲繩又最短,礦車反向沖擊最容易斷繩,所以在減速點(diǎn)設(shè)限速保護(hù)開關(guān)很重要。如老舊雜設(shè)備確實(shí)設(shè)限速保護(hù)有困難,最低也要設(shè)減速點(diǎn)示警信號。
4.限速保護(hù)是保護(hù)提升絞車在加速、全速和減速階段的運(yùn)行速度都不超過設(shè)計(jì)該階段運(yùn)行速度的10%。超速過多會(huì)報(bào)警并發(fā)生保險(xiǎn)制動(dòng),可防止下放重物時(shí),工作閘松閘過快,控制器操作沒跟上,不能及時(shí)制動(dòng),控制不住速度,超速下放,造成過放、墜罐、墜斗事故。斜井絞車由于沒安裝超速保護(hù),造成跑車事故的案例很多。
在減速階段如司機(jī)沒能及時(shí)操作控制器,將絞車電機(jī)轉(zhuǎn)子回路加入電阻,使提升速度降下來,限速保護(hù)可以自動(dòng)進(jìn)行減速,并將提升終了速度控制在2m/s以內(nèi),防止造成高速過卷事故。
使用限速凸輪板的限速裝置,是將凸輪板制成設(shè)計(jì)的速度圖形狀,用凸輪凸出的曲線形狀控制限速變阻器的電阻大小,達(dá)到控制速度的目的。為了速度控制的準(zhǔn)確,凸輪板的曲線必須盡量加長,充分利用凸輪板轉(zhuǎn)動(dòng)的有效長度,所以規(guī)定在1個(gè)提升行程內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不小于270°。
5.深度指示器失效保護(hù)裝置,是在深度指示器因離合器沒合到位、定位銷失效、斷軸等失去深度指示作用時(shí),能自動(dòng)斷電并發(fā)生保險(xiǎn)制動(dòng)的保護(hù)裝置。深度指示器失效時(shí),由于失去了深度指示作用,往往又不能被司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)而不能按時(shí)減速,造成全速過卷的事故時(shí)有發(fā)生。因?yàn)樯疃戎甘酒鞴收?,可?dǎo)致室內(nèi)過卷保護(hù)失效,減速點(diǎn)自動(dòng)減速失效,減速警鈴失效。如果是離合器失效還能使限速保護(hù)失效,必然不能按時(shí)自動(dòng)減速,因此而多次發(fā)生過全速過卷事故,所以深度指示器的失效保護(hù)非常重要??梢杂蓽p速器高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的脈沖信號和深度指示器主軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的信號共同作用保持絞車正常運(yùn)行,停車時(shí)2個(gè)信號同時(shí)無輸出,保護(hù)裝置也不動(dòng)作,一旦減速機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出信號,而深度指示器沒有信號發(fā)出,保護(hù)裝置便起作用,停電和發(fā)生保險(xiǎn)制動(dòng)。
6.箕斗卸載煤倉的滿倉保護(hù)裝置,是當(dāng)卸載煤倉倉滿時(shí)能自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號并斷電使絞車不能提升的保護(hù)裝置。提升箕斗的卸載煤倉滿倉時(shí),箕斗里的煤由于煤倉中煤位的上升而無法卸凈,使箕斗里的煤和煤倉里的煤堆連在一起,如果沒有滿倉保護(hù)裝置,絞車司機(jī)不知道已經(jīng)滿倉,超過正常卸載時(shí)間后,司機(jī)認(rèn)為箕斗已經(jīng)卸完煤,便開車下放。由于簍斗中的煤和煤倉里的煤堆連在一起,對底卸式箕斗扇形門的關(guān)閉形成很大阻力,利用箕斗自重迫使扇形門的滾輪溜曲軌迫使扇形門關(guān)閉的力克服不了堆連在一起的煤的阻力而卡住箕斗不能下放,如果絞車已經(jīng)開始下放,必然造成松繩,此時(shí)煤倉下部正在放煤,很快使煤位下降,堆連的煤斷開,箕斗下滑失去阻力,立即快速下沖,使已經(jīng)松的鋼絲繩在巨大沖擊力作用下而斷繩墜斗。由此而發(fā)生松繩、沖擊斷繩墜斗的事故曾發(fā)生過多次。原因是看煤倉的信號工脫崗、精神不集中,沒發(fā)現(xiàn)滿倉;滿倉信號失效,用煤位繼電器的滿倉保護(hù),由于煤干燥,大塊隔住,使煤位電板不能因滿倉而接地造成失效;機(jī)械連桿式的滿倉保護(hù),因煤塊或雜物將連桿擠住而不能動(dòng)作;光電式滿倉保護(hù)會(huì)因大量煤塵的影響而經(jīng)常誤動(dòng)作而甩掉不用等等,使?jié)M倉保護(hù)失效。當(dāng)由于松繩使絞車室鋼絲繩出口處的托(松)繩保護(hù)發(fā)生作用時(shí),往往松繩的長度已達(dá)到和超過箕斗沖擊斷繩的長度。能造成沖擊斷繩的最小松繩長度可用以下方法算出。
沖擊力Fc:
式中 Q0——箕斗質(zhì)量,㎏;
A——鋼絲繩內(nèi)鋼絲斷面之和,cm2;
E——鋼絲繩彈性模數(shù),12×106kg/cm2;
s——松繩長度,m;
L——箕斗到絞車滾筒的繩長,m。
鋼絲繩的破斷力按最大靜張力的6倍計(jì)算,當(dāng)沖擊力Fc大于鋼絲繩破斷力時(shí),會(huì)使斷繩墜斗。例如:
有一立井提升絞車,數(shù)據(jù)如下:
箕斗質(zhì)量:Q0=6000㎏
箕斗載荷質(zhì)量:Q=9000㎏/m
提升高度:H=800m
鋼絲繩破斷拉力Fn:Fn=6(Q+Q0+P0H)÷102
=6(6000+9000+10×800÷102
=1353kN
松繩沖擊力Fc達(dá)到1353kN時(shí)斷繩,即
故s=0.135L
當(dāng)卷筒到箕斗繩長L=50m時(shí),松繩長度s=0.135×50=6.8m,就可沖擊斷繩。因此,滿倉保護(hù)很重要,要對滿倉信號精心維護(hù),使其能可靠地發(fā)揮作用,也可以設(shè)滿倉監(jiān)護(hù)信號工,專門監(jiān)視滿倉。最好在箕斗卸載時(shí)煤倉下口不放煤,當(dāng)箕斗離開卸載位置再放煤,至少放煤口應(yīng)設(shè)一滿倉信號,滿倉時(shí)不放煤,先與絞車司機(jī)聯(lián)系,確定箕斗已經(jīng)離開卸載位置再放煤,避免卡住箕斗后下放松繩,造成沖擊斷繩墜斗事故。目前已有將底卸式糞斗的扇形門改成立閘門,在卸煤位置用液壓或氣壓控制,去掉曲軌,避免因曲軌托住滾輪關(guān)不上扇形門而卡斗,效果很好。
7.閘間隙保護(hù)裝置:是當(dāng)閘瓦間隙超限,沒能及時(shí)緊閘而使制動(dòng)力矩下降的保護(hù)裝置。采用壓氣制動(dòng)的,安裝在工作閘氣缸超高位置;采用重錘制動(dòng)的,安裝在重錘位置過低處;采用彈簧制動(dòng)的,安裝在彈簧的限位點(diǎn)上。
8.松繩保護(hù):立井卸載煤倉滿時(shí),有時(shí)會(huì)使卸載糞斗卡住,箕斗下放產(chǎn)生松繩,如果此時(shí)煤倉放煤,煤位下降,托不住箕斗,會(huì)產(chǎn)生墜斗斷繩,此時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁煤倉放煤并報(bào)警。
9.室內(nèi)過卷保護(hù)開關(guān)安裝在深度指示器上,室外過卷保護(hù)開關(guān)安裝在井架上,防止過速保護(hù)和限速保護(hù),在TKD控制系統(tǒng)中都是由測速發(fā)電機(jī)提供信號,控制安裝在繼電器控制盤上的斷電GSJ1和GSJ2動(dòng)作實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。有的老式絞車是安裝在深度指示器下面的限速圓盤處。減速功能保護(hù)開關(guān)安裝在深度指示器上和井筒中,每種保護(hù)都是通過將其接點(diǎn)串接在保安繼電器AC線圈回路中,故障時(shí)斷開,使保安繼電器AC失電動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)停電和緊急制動(dòng)的目的。這些串接的接點(diǎn),有的距離很近,直接串聯(lián)很方便,但是不能就近直接串接,每對接點(diǎn)的一對引出線都得獨(dú)立引出到保安繼電器AC的繼電器盤的接線端子上,這樣可以避免由于直接串接,一處故障,造成全部保護(hù)失效,也便于故障的查找,所以規(guī)定要互相獨(dú)立的雙線型式接線。
為了在檢修制動(dòng)系統(tǒng)時(shí),將絞車滾筒固定住,不因制動(dòng)失效而發(fā)生墜斗、墜罐和跑車事故,立井、斜井纏繞式提升絞車應(yīng)加設(shè)定車裝置。