HZSN型多功能过卷(防过放)保护装置科技成果报告.doc

附件2 HZSN型多功能过卷(防过放)装置 应 用 科 技 成 果 报 告 一、概述随着生产技术及社会理念的提升和进步，安全生产愈来愈受到重视。矿井提升系统的机械、电气安全保护也日趋完善，但由于操作失误、制动环节机械故障及电器、电路等方面的原因，矿井提升系统过卷事故的发生还是屡见不鲜，甚至发生蹲罐、断绳坠罐等恶性重大事故，造成重大经济损失和人员伤亡。防过卷，仅把注意力集中在提升机上是不科学的这是因为提升机与提升容器之间的连接是通过钢丝绳这种柔性体来实现的，在发生过卷时，即使提升机能够很快制动，但由于惯性的作用，上升的提升容器必然还有上冲的趋势。若这种上冲的趋势不能通过有效可靠的手段予以克制，则松绳是必然的，此时的提升容器若不加以控制可以说是最危险——过卷上升、松绳、反向下落、礅绳、断绳、坠罐。更何况还有张力差超限，摩擦副打滑，制动闸失灵，绞车失控飞车等各种意外情况发生的可能。因此在井口井底过卷高度和过放距离内有必要设置机械性过卷保护装置作为提升系统的最后一道安全防线。按照现行《煤矿安全规程》396条、397条的规定，“在提升速度大于3m／s的提升系统内，必须设置防撞梁和托罐装置……”“在过卷高度或过放距离内，应安设性能可靠的缓冲装置。缓冲装置应能将全速过卷（过放）的容器或平衡锤平稳地停住；并保证不再反向下滑（或反弹）。……”按照这些规定，也就是说在立井提升系统必须设置防撞梁、托罐装置、缓冲装置等，而原来很多井口采用木质楔形罐道作为缓冲装置，由于在发生速度较高的过卷事故时很容易发生劈裂失效而不能完全满足要求。缓冲装置、托罐装置、防撞梁，其实质是特殊条件下的制动装置，之所以说“特殊”表现在以下几点：1．终端保护：防撞梁、托罐缓冲、缓冲装置等属于立井提升系统的最后一道防护屏障，因此其可靠性是第一位的。2. 可能长期不动作：正是因为是最后一道防线，所以一般情况下。在长期不动作的情况下，一旦发生过卷，必须保证装置能可靠动作，并且有稳定的制动特性。布置空间狭窄，环境差：井筒断面中布置有提升容器、罐道梁、罐道等，另外井筒淋水、撒煤等，因此要求装设于这一环境的过卷保护装置必须结构紧凑，能适用于恶劣条件。4．可能处于瓦斯、煤尘的不利环境中。5．可能面对失控情况下的高速冲击，需要瞬时完成能量的转换。6．用于柔性的提升系统，不允许有反弹。HZSN型多功能过卷保护装置保护装置原理HZSN型多功能过卷保护装置利用金属材料的塑性变形实现吸能缓冲。其加载机构及逆止机构的基本动作原理为：当过卷上升的容器在过卷距离内开始推动缓冲装置的横梁向上时运动时，横梁横担着两根滑柱向上运动，同时逆止锁舌外侧的斜面受到固定（静止）套柱的下压而向内侧伸出，锁住顶在横梁之下的提升容器，使滑柱、横梁与提升容器锁联在一起，无论向上或向下都必须一起运动；同样，压辊组被固定曲轨压迫同时做水平移动，压辊组的运动使纵贯套柱、滑柱中心的钢带产生S形塑性变形，且在曲轨之曲线段内逐步增大，缓冲制动力也随之增大，当中间压辊行至曲轨之上部直线段时，制动力达到最大值，其后，滑柱无论是向上，还是向下运动，都受限于钢带本身恒定的变形力，也就是缓冲制动力或逆止力。在横梁、滑柱，吸能元件钢带、逆止锁舌、压辊组的联合作用下，过卷的提升容器可在允许的过卷距离内可靠地缓冲制动，停止上升后即保持在该处不再反向下滑。多功能立井提升过卷保护装置具有《煤矿安全规程》要求的防撞梁、托罐装置、缓冲装置的功能，再加上辅助罐道的功能，是四种功能集于一身。一旦横梁被提升容器推至顶端，横梁将被套柱直接套住，此时横梁即起到防撞梁的作用，而钢带、逆止锁等不会受到冲击而保持完好，能够防止容器的回落，从而起到托罐装置的作用。此外，在提升容器的进入端，套柱有导入斜度，因此该装置还兼有罐道的功能。该装置的主要特点在于利用金属材料的塑型变形实现吸能缓冲，其制动特性不受环境条件、时间变化的影响，因而具有高度的缓冲制动可靠性。从动作原理上讲逆止锁舌的伸出以及压辊组中各压辊的相对位置是由强制性的机械力来保证的，该强制性的机械力由提升容器本身的运动来提供在制动过程中，逆止锁舌首先伸入容器上盘体之下，之后随滑柱与容器一起运动，无论容器在制动行程中任何一点停止运动，其反向下滑均被逆止锁舌阻止，因此具有高度的防下滑、防坠落的可靠性。加载方式钢带逆止缓冲装置通过在开始制动的初始阶段，采用固定曲轨和活动压辊机构实现了钢带制动力由零到一个稳定值的无级逐步加载使钢带的变形量逐步增大，大大降低了制动时的初始冲击，使制动更平稳，具有良好的制动缓冲性能。同时也使装置的适用速度范围大大提高了，即使在超速过卷的情况下也能起到很好的缓冲制动作用。此外， 钢带逆止缓冲装置采用套柱作为该装置的机架，兼有防护套的作用同时，通过套柱使缓冲制动力及防撞梁的撞击力分散到多层梁的多个点 ，从而改