斜井（坡）电动捞车器的使用与分析.pdf

斜井 坡 电动捞车器的使用与分析 攒州硪矿 王昌追 提 要 车文介绍了贵州乘矿斜 井 坡电动捞辜器的使 用情 控制装置类型． 受力及防误装置 等 ．电动捞车器的璺甩，在一定程度上碱少和缓解了事故的筮生硬其产生的危害程度． 我矿是 已开 采6 0 0 多年 的老 矿 山，井下 和地面有数十条运矿石和材料的斜井和斜坡 道。在运输过程 中，常因矿车脱钩、断 绳或 损坏等原因引起跑车事 故，造成设 备损坏， 甚至造成人 员伤 亡 。多年 来，为 了避 免和减 少事故，采取了许多措施，如制定安全操 作规程，设置下词车场躲避洞室等。同时也 在斜井 坡 遭上 安装阻车器 图 1 。选 些措施在一定程度上减少和缓解了事故及其 产 生的危害程 度。 但是 ，由于管理上和技术上的原 因， 某 些安全制度执行不严，安全措施可靠性差， 各种跑车事故仍有发生。 1 9 7 3 年 7 月开始，我矿提出了由钢丝绳 图 1 阻 车 器 圉 l 一矿车；2 杠杆；3 重 锤I 4 一阻爪 编织成网进行拦车的设想。在实践中逐步完 善，试制成功了斜井 坡单同电动捞车器 图 2。 I 一起 落帆 撑 2 一 挺； i 避 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 4 一 电 一 一 一 车 一 触 关 示 器 辜 捞 吲 动 电 网 触 车 陕 网 维普资讯 多年来，这种捞车器在我矿已发展有 单、双轨及单 、多 同等多种 控制形式的 自动 捞车器 图3 ， 并成功地应用于所有斜井及 斜坡 道， 收到 了很 好的效果 。 圈 3双 同、双轨捞车器 示意 图 1 一滑轱 ；2 一起落机{ 卑I 3 拦网I 4 提引绳，5 一基础 }6 一铁轨I T 一枕术 ；8 一矿车 一 、捞车器的使用 1 9 7 3 年 以前，我矿部 分斜井 和斜 坡遭 采 用的阻车器，大部分是手动的，有的是简易 的机 械装置和 电磁 控制动作。其作用只是给 加速冲下的车辆设置一道障碍，使之减缓冲 击速度和 冲击力，但还不能 根本 制止其破坏 作用 。 电动捞车器使冲下的车辆的速度逐渐减 小直至为零，拦网兜住车辆制止了其破坏作 用 。 这种捞车器是借助卷扬机的深度指示器 控制 的， 其控制触 点装在深度指 示盘上 图 2，其 动作 原理是 ；在卷 扬机未开 动前 ， 拦网张开悬挂 于斜 井 坡 轨道 中部 常闭 式。当卷扬机开动后 ，车 辆 提 升 或 下 放到距拦网约 3～ 4 m 准确距离可由 公 式计算 或经验 确定 时，深度 指示盘上的指 针 与提升触 头 图 2中I 接 通， 起 落 机 构 的电机正转带动提 引绳提起拦网 ，让车辆通 过。车辆通过后， 电机反转 ，放橙提 引绳 ， 拦阿靠 日重下落，于是又处于工 作状态 见 图 3。 多年生产实践证明；车辆由于脱钩，断 绳等原因发生的跑车事故，都是在线路的上 半 段发生 的。绝大多数情 况下，失去牵 『 的 一 4 0一 车辆虽以加速运动状态 冲击拦网，但都是可 以拦住的。发生的数十次跑车事故，只要捞 车器正常，都能被拦网拦住，未发生任何伤 亡 事 故 。 二、 控制装 置 为 了保证 控制 触点接触 良 好，动 作 可 靠，脒将控制触点装在卷扬机原有深度指 示 盘外，还发展了控制板和光 电控制器等控制 装置 。 1 ． 深 度指 示盘 控制 这种控制器一般是利用卷扬机深度指示 器盘，将指针 内面 装上 铜触 块与 固窟 的铜 环 接触作为 电源的一 相，在 盘的四周装上若 干 铜触头作为另一相 。利用指 针旋 转 同触点 的 接通与断开，控制起落机构的电机正反转， 以提升和 降落 拦网。触 头的数 目是 网数的两 倍， 即每 个拦网各设置一 个车辆 下放提 网触 头和车辆上升提网触头。其 装设位置 由车辆 距拦网的相应位置来决定 图 2。 2 ． 控制授控制 控制原理与深度指示盘相同，其差别是 将指针改为滑块。随卷扬机运行，滑块上下 滑动，与触头接触。滑块移动是由卷筒轴或 深度指 示器传动 丝杆 带动。它 比深度指示 啦 的 指针 与触 点 的接触 好，减少了 动作。 有 色矿 山～ 1 9 9 1 ． 4 维普资讯 3 ． 时 问 缝 电器 控 制 将时 间继 电器 接到卷扬 机控制器上 ，当 卷 扬机 转动后 提升 或下 放，时间继 电器 动作，按卷扬机运转速度 和运行距离计算出 运行时间。时问继 电器 动作后使拦网打开， 让车辆通 过 。同理 ， 即完成全部 运行 过程 。 4 ． 行程开关 控错 将 行程开关 装在铁 道旁 ， 址矿车架 F部 的凸块撞 击行程开 关， 以启闭拦网 的起落 电 机 。另一种 将行 程开关 装在深度指示器丝杆 旁，利用 装在丝杆 上的 凸块撞 击行程 关 ， 启闭拦网的起落电机，控制拦同的提升。 5 ． 光 电控错嚣控{ 并 在 车辆 运行 的轨遘上 ，靠近 拦同的一旁 分别装上光电管，相对的另一旁装上照明灯 泡 。当矿车上行 时，挡 住下光 电管的光源， 使控制器动作，接通 电路使电动机启动后， 带动拦阿提升，让矿车通 过。矿 车通 过 后 运行时 间由时 间续电器 控科 ，恢 复光电 管电源，使电动机停止转动，拦同靠 自重下 落 ，恢 复常 闭状态 。 三、各种控制装置比较 1 ． 可 靠性 方面 根 据现场使 用证明，控制板控制 比较 可 靠，它的滑动触头与控制板是 面接触 ；而深 度指 示器 的铜指针与盘上 的触 点是 点接 触 。 运行一段时间后，触点磨损或电弧烧损} 【 起 控制 回路断 路而不能 运转 。 时间继电器控制 中，因时间误差而引起 时间提前或推后，使拦网误动作。 光 电控斜器控翻． 装置 ，常 困行 人或老 鼠 等动物通过时， 挡住光源而产 生误 动作 。 2 ． f 理方面 控制板装在卷 扬机 传动 装 置 前 ，体 积 小 ，结 构紧 凑，便于检修，其 控制 回路与其 它装置相 同。 光电控制器控制的光电管与灯泡分别装 在 铁道两旁 ，其 控制部 分一般 装在 附近，易 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 4 受外界人畜的破坏，不便管理。 a ． 成本方 面 光电控制器 、时间继 电器和行程 开关 控 制所需 电器 元件 较多，所需费用较高 ，而 且 易于损坏。其它两种 控制所 需的执行元 件 比 较简单，一 般都能 自己制作 ，使 用 寿 命 较 长 ，很 受欢 迎。 四、拦网受力分析 矿车跑 车后 ，在 一般情况下，仍能 保持 横 向及纵 向稳定性 ，沿着轨道 以等加速度 向 下滑行。所受 轨道 摩擦 力、空气 阻 力 等 很 小 ，可 以忽 略不 计。因此 ，车轮在触及拦 网 时，将产 生 巨大 冲击载 荷。根据有关部 门测 定， 可达 静载荷的 3～ 5倍 。如果 冲击距离 较大时，将对拦阿产生巨大冲击力，具有强 烈的玻坏作 用。 在 多次跑 车事故 中，拦 网的 主绳 和网兜 均发生破坏 。为此 ，有的斜井 过分加大 同绳 直径 。这不仅耗费材料 ，增加 了拦 网重量， 同时又加大了安装 工作 量。因而，如 何台理 地选择主绳和同兜的材料是一个待探讨的课 题 。 车辆在斜坡遭上正常运行时，承受卷扬 机和钢 绳的 拉力 F 和重力 包括 自重和载重 的水平 分力Qs i n 图 4 t -2 及基本 运 动 阻力与 附加阻力。基本 运动阻力与车辆 结构 特别是轮 轴参数及线路状况有关 。它主 要由轴承摩擦阻力、车轮沿轨道的滚动摩擦 阻力等构 成。 圈 4 车辆在斜坡递上受 力示 意圈 一 41 ～ 维普资讯 其计算公式是t w 】 ． 5 ～ 1 ． 7 毕Q C O S p k g 式中 矿车轴承摩擦茉鼓 r 矿车轴辑半径 mm ． R 一车轮对锕轨前最动摩擦系数 ， Q -矿车 组重量 k g ， R 一车轮半径 m m． 设 矿车的基本 运动 阻力 系数为 。 ∞。 1 ． 5 ～ 1 ． 7 卫 R 则 W ∞。 Q c 0 s B 尉加阻力是由于外界条件所引起的运行 阻力，包括 振动 阻力 、风流 阻力等，一 般情 况 下可 以忽略不计 。 则矿车正常运行时，作用在矿萃上的台 力为 。 Qs i n 十∞。 c 0 s BF 所以可认为矿车是在轨道上 作 匀 蘧 运 动。 矿车因各 种原因在斜坡上发生跑车后， 卷扬 机钢 绳拉力F 0时 t Q s i n l 3 ∞。 Q o s fl V 案 f 一 器 蛐 沿轨道冲下的车辆 有时包 括 满 载 矿 石 在很短的时间内以很大的速 度 冲 击 拦 阿。拦网受冲 击载 荷作 用而 产生 冲击应力。 计算公式是 丽P L 季 p 舯 邮 硼⋯ “ ／ 一半f 式由P 一冲击载荷 L跑 车距 离 e ra ； w材辩截面模数 e ra E 一材料弹性模数 N ／ c m2 f d 一最大冲击挠度 c m； J 一村科截面轴惯性矩 c m ； B 斜坡倾角 。 f l 一最太静挠窟． c m h 一冲击垂直高度 e ra． 拦 网主绳 的许用冲击应力 周服点 [ d s ] Ks [ d ] 因此车辆 呈加 速状态， 沿铁道 向下滑行， 其 式中K s --对于冲击屈服点的 安全系数取o 0 ． 2 7 重力分力与基本阻力都成为时间的函数。 一 锕绳 的 拉钟 许 吊应 力 根据其运动规律与特点，其 运 动 方 程 是 l 丽Q s i n 鲁 Q s i n p Q o 口 c u s p 设 该矿 车 的阻力为F t Q 0 。 c 0 s p 则 Q_ 鲁 Q ㈣ 式中 Q一矿辜 包括茕 重量 g ； g 一重力加建度 rot s 。 。 矿车的 加速度 l t 鲁一 卜 器 s 矿车跑车后冲击拦网的速度t 一 4 2 一 五、 防误装置的分析 斜井使用电动捞车器之后，操作工人普 遍有一种安全感。但 长时间后，又滋长了一 种麻痹思想。因此，提高捞车器防误装置的 可靠性显得尤为重要。在现有装置中有三种 防误动作 的 办法 。 1 ． 起落机构中加设防误运转装置，当传 动丝杆旋转一定 位置后，带触头的 螺母 向左 或右顶开防误触头，切断主电源，电机停止 运转，避免拦 网起 落。 2 ． 加装时间续 电器， 严格 控制 电机的运 转时间， 以防过卷 、 下转第3 8 页 有 色矿 山一 l 9 9 1 ． 4 维普资讯 围4 软件 绘出的实倒图 四、 结语 随着计算机技术的广泛瘟用，许多矿 山 都 已经配备了不同类型的计算机，本文开发 的绘图软件，需要的设备少， 数据结构简单， 用 户使用 方便 灵活，不 仅可解决 通风图形的 计算机绘制 ，还可 为采矿 、地测所 用。运用 键盘绘 图软件， 还可 自由绘 制任意图形，且 对 已绘l好 的 图形进行局部 修改时可 以不 必修 改数据库，用键盘绘图软件即可得到新的图 形。该软件作为通风设计及通风管理中的常 规工具将得到 越来越广 泛的应用 。 另外，该软件在 图形标 注方面及打 印机 更好地输 出图形 方面还需做 进一步 的 工作， 作为通风系 统设 计专家系统的一部分时 ，其 数据结构尚需进一步调整 。 参考 文献 1 ]舒祥译 煤矿安全 ，1 9 8 6 2 ．1 ～5 2 ]张惠忱 煤矿安全 ． e 8 1 ，8 ．2 2 ～2 4 【 3 李湖 生 煤 矿安 生 ．1 9 8 5．3 ．2 7 ～ 3 0 4]谢贤平 等 生匡 矿井通 风学术议 论文集 ． 1 9 85 ， 1 D [ 5 棼竹 云等 盍属 矿 山 ，1 鲫0 ，4．3 7 4 0 6 ]王为生 计算机应甩与研究 ，1 9 8 9 ， ’ 1 ． 4 3 “ 周世靖 计算机世界 ． ． 1 9 9 0 ． 2 ，4 4 责任编辑周致勤 上接4 2 页 控制 时间t 式中H 兰网提升高度 mm ； i 起落机构减速藉传动比 n 一 电动机转鼓 r ／ mi Ⅱ } D一卷 倚直径 mm． 3 ． 加装卷扬机与捞车器的起 动 连 锁 装 置，只有当捞车器正常运转无误时，开能起 动卷扬 桃，避免不 开动 捞车 器提升矿革 。 六、 结语 电动捞车器 已确定为我 矿斜井提 升设 备 的 安全 配套设施。它具有如 下特 点 1 ． 安全可靠 。凡是最下一道 拦网 以上的 一 38 一 任何 位置发生跑车事故，都能有效 地捞住， 避免 了重大的 人身伤亡和设备 事故 。 2 ． 自动 控制。随着卷扬 机运行能够 自动 控制，而且动作灵 活、可靠 。 3 ． 适用性强，能用于单双轨斜井和斜坡 道 以及单车 或多部矿车。 4 ． 造价 较低 。 ‘ 5 ． 维护简 单。 但是， 这套 装置 是从 实践 中逐步摸索 出 米的，在 理论上， 尚未作深入地分析探讨， 如何达 到规 范化与标 准化， 尚需 进 一 步 努 力 。 责任编辑王家臻 有 色矿 山一 1 1 ． 4 维普资讯