提升裝置必須裝設下列保險裝置,并符合下列要求:
(一)防止過卷裝置:當提升容器超過正常終端停止位置(或出車平臺)0.5m時,必須能自動斷電,并能使保險閘發生制動作用。
(二)防止過這裝置:當提升速度超過最大速度15%時,必須能自動斷電,并能使保險閑發生作用。
(三)過負荷和欠電壓保護裝置。
(四)限速裝置:提升速度超過3m/s的提升絞車必須裝設限速裝置,以保證提升容器(或平衡錘)到達終端位置時的速度不超過2m/s。如果限速裝置為凸輪板,其在1個提升行程內的旋轉角度應不小于270°。
(五)盧深度指示器失效保護裝置:當指示器失效時,能自動斷電并使保險閘發生作用。
(六)閘間隙保護裝置:當閘間隙超過規定佳時,能自動報警或自動斷電。
(七)松繩保護裝置:纏繞式提升絞車必須設置松繩保護裝置并接入安全回路和報警回路,在鋼絲繩松弛時能自動斷電并報警。箕斗提升時,松繩保護裝置動作后,嚴禁受煤倉放煤。
(八)滿倉保護裝置:箕斗提升的井口煤倉倉滿時能報警和自動斷電。
(九)減速功能保護裝置:當提升容器(或平衡錘)到達設計減速位置時,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裝置應設置為相互獨立的雙線型式。
立井、斜井纏繞式提升絞車應加設定車裝置。
【解讀】本條是關于提升裝置必須裝設保險裝置的規定。
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,必須能自動斷電,并能使保險閘發生作用。要求的是能自動斷電的位置,而不是開始觸碰過卷開關,否則將使自動斷電的距離加大,從而加大了保險閘發生作用時的提升容器的運行速度,影響制動效果。
2.防止過速裝置:當提升速度超過最大速度15%時,必須能自動斷電,并使保險閘發生作用。提升裝置提升重物的最大速度是電動機以小于同步轉數運行時的速度,而在重物下放時,電動機是在超同步轉數的發電制動狀態下運行,提升容器的運行速度大于重物提升時的速度。當下放重物的旋轉力矩與電動機的額定轉矩等效時,電機的轉數在高于同步轉數一個轉差率的轉速上運行,這是提升裝置的最大速度。當下放重物的重力超過電機額定轉矩所形成的牽引力時,電機的發電制動電流將大于電機的額定電流,但對重物的運行速度仍能起到控制作用。只有當重物的重力超過電動機的發電制動的最大控制能力時,其速度才能超過最大提升速度的15%,實際上已經處于跑車狀態,此時必須能自動斷電并能使保險閘發生作用。
3.過負荷保護要起到兩種作用。一種是瞬間出現的嚴重過負荷,電流可達正常電流的數倍,可能是由于卡罐等突發情況所致,必須立即停車緊急施閘;另一種情況是過負荷造成的電流超過正常值的幅度不太大,但持續的時間較長,也會使電機產生過熱,加快絕緣老化,影響電機壽命,也應進行過流保護。對于前者一定要可靠,即對于過流繼電器的瞬動保護要定小些,保證在短路或卡罐時可靠地動作,而在反時限的過流整定上可適當延長動作時間。如1984年林盛礦主井墜箕斗事故,如果過流繼電器再堅持20s不動作,就能提升到終點而避免一次墜箕斗事故,而電機也不會因此而燒掉。
電機在欠電壓下運行,會降低電機的有效功率,產生過熱或啟動不了,必須有欠電壓保護。
當斜井提升絞車未能及時減速,全速運行沖出井口進入校橋時發生了緊急制動,由于找橋坡度變小,礦車自然減速度變小,運行距離加大,鋼絲繩的松繩長度加長,此時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,所以在減速點設限速保護開關很重要。如老舊雜設備確實設限速保護有困難,最低也要設減速點示警信號。
4.限速保護是保護提升絞車在加速、全速和減速階段的運行速度都不超過設計該階段運行速度的10%。超速過多會報警并發生保險制動,可防止下放重物時,工作閘松閘過快,控制器操作沒跟上,不能及時制動,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,造成跑車事故的案例很多。
在減速階段如司機沒能及時操作控制器,將絞車電機轉子回路加入電阻,使提升速度降下來,限速保護可以自動進行減速,并將提升終了速度控制在2m/s以內,防止造成高速過卷事故。
使用限速凸輪板的限速裝置,是將凸輪板制成設計的速度圖形狀,用凸輪凸出的曲線形狀控制限速變阻器的電阻大小,達到控制速度的目的。為了速度控制的準確,凸輪板的曲線必須盡量加長,充分利用凸輪板轉動的有效長度,所以規定在1個提升行程內的旋轉角度應不小于270°。
5.深度指示器失效保護裝置,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,能自動斷電并發生保險制動的保護裝置。深度指示器失效時,由于失去了深度指示作用,往往又不能被司機及時發現而不能按時減速,造成全速過卷的事故時有發生。因為深度指示器故障,可導致室內過卷保護失效,減速點自動減速失效,減速警鈴失效。如果是離合器失效還能使限速保護失效,必然不能按時自動減速,因此而多次發生過全速過卷事故,所以深度指示器的失效保護非常重要。可以由減速器高速軸轉動產生的脈沖信號和深度指示器主軸轉動產生的信號共同作用保持絞車正常運行,停車時2個信號同時無輸出,保護裝置也不動作,一旦減速機正常運轉發出信號,而深度指示器沒有信號發出,保護裝置便起作用,停電和發生保險制動。
6.箕斗卸載煤倉的滿倉保護裝置,是當卸載煤倉倉滿時能自動發出報警信號并斷電使絞車不能提升的保護裝置。提升箕斗的卸載煤倉滿倉時,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,如果沒有滿倉保護裝置,絞車司機不知道已經滿倉,超過正常卸載時間后,司機認為箕斗已經卸完煤,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,如果絞車已經開始下放,必然造成松繩,此時煤倉下部正在放煤,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,使已經松的鋼絲繩在巨大沖擊力作用下而斷繩墜斗。由此而發生松繩、沖擊斷繩墜斗的事故曾發生過多次。原因是看煤倉的信號工脫崗、精神不集中,沒發現滿倉;滿倉信號失效,用煤位繼電器的滿倉保護,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;機械連桿式的滿倉保護,因煤塊或雜物將連桿擠住而不能動作;光電式滿倉保護會因大量煤塵的影響而經常誤動作而甩掉不用等等,使滿倉保護失效。當由于松繩使絞車室鋼絲繩出口處的托(松)繩保護發生作用時,往往松繩的長度已達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——箕斗質量,㎏;
A——鋼絲繩內鋼絲斷面之和,cm2;
E——鋼絲繩彈性模數,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倍計算,當沖擊力Fc大于鋼絲繩破斷力時,會使斷繩墜斗。例如:
有一立井提升絞車,數據如下:
箕斗質量:Q0=6000㎏
箕斗載荷質量: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達到1353kN時斷繩,即
故s=0.135L
當卷筒到箕斗繩長L=50m時,松繩長度s=0.135×50=6.8m,就可沖擊斷繩。因此,滿倉保護很重要,要對滿倉信號精心維護,使其能可靠地發揮作用,也可以設滿倉監護信號工,專門監視滿倉。最好在箕斗卸載時煤倉下口不放煤,當箕斗離開卸載位置再放煤,至少放煤口應設一滿倉信號,滿倉時不放煤,先與絞車司機聯系,確定箕斗已經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不上扇形門而卡斗,效果很好。
7.閘間隙保護裝置:是當閘瓦間隙超限,沒能及時緊閘而使制動力矩下降的保護裝置。采用壓氣制動的,安裝在工作閘氣缸超高位置;采用重錘制動的,安裝在重錘位置過低處;采用彈簧制動的,安裝在彈簧的限位點上。
8.松繩保護:立井卸載煤倉滿時,有時會使卸載糞斗卡住,箕斗下放產生松繩,如果此時煤倉放煤,煤位下降,托不住箕斗,會產生墜斗斷繩,此時應嚴禁煤倉放煤并報警。
9.室內過卷保護開關安裝在深度指示器上,室外過卷保護開關安裝在井架上,防止過速保護和限速保護,在TKD控制系統中都是由測速發電機提供信號,控制安裝在繼電器控制盤上的斷電GSJ1和GSJ2動作實現保護作用。有的老式絞車是安裝在深度指示器下面的限速圓盤處。減速功能保護開關安裝在深度指示器上和井筒中,每種保護都是通過將其接點串接在保安繼電器AC線圈回路中,故障時斷開,使保安繼電器AC失電動作,實現停電和緊急制動的目的。這些串接的接點,有的距離很近,直接串聯很方便,但是不能就近直接串接,每對接點的一對引出線都得獨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,造成全部保護失效,也便于故障的查找,所以規定要互相獨立的雙線型式接線。
為了在檢修制動系統時,將絞車滾筒固定住,不因制動失效而發生墜斗、墜罐和跑車事故,立井、斜井纏繞式提升絞車應加設定車裝置。