重点推广项目编号：AQT-3-04

　　主要完成单位：中国矿业大学、淮北矿业集团煤业有限责任公司祁南煤矿、淮南矿业集团公司顾桥矿井建设项目部、徐州市工大三森科技有限公司

　　立项背景：

　　在立井提升中，提升系统过卷过放保护是直接关系生产和乘员安全的大事。目前过卷过放国内外研究主要有三种型式：楔形木、钢带式塑变缓冲托罐装置、多盘式吸能托爪托罐装置。楔形木制动力是定性的，其制动性能受环境影响，可靠性差，已不建议使用。钢带式塑变缓冲托罐装置制动力也是定性的，其制动性能受钢带钢质、环境影响；当制动时，钢带被拉长变细，反向逆止锁舌托罐时拉细拉长的钢带达不到托罐力的要求；当受到高速冲击时，钢带易断。多盘式吸能托爪托罐其制动力为定值，多次事故证明其初始静滞阻力远远超过正常制动力，造成制动失效。提升绳的可靠工作同样是保证提升安全的重要环节，要保证其可靠工作必须对提升绳进行调整。目前矿井普遍使用的调换绳方法是利用人工打板夹，几台稳车拉容器，这种方法不仅安全性差，劳动强度大，且费时费力。提升容器搭（承）接装备是辅助提升系统安全高效工作所必需用的，老式的搭（承）接装备有支罐机、摇台等。支罐机停罐准确，装卸物料容器稳定，但支罐机存在严重蹾罐隐患，已不许使用。摇台无蹾罐隐患，但使用时，装卸物料容器上、下移动大，装卸困难，容易造成矿车掉道、挤伤人员等事故，对于多层容器的装卸物料存在着反复开车，费时费力的问题。

　　为解决立井提升中存在的上述安全问题，实现立井提升安全综合保护功能，所研发的立井提升安全保护技术与装备，应具有三大功能：过卷过放安全保护功能、提升绳安全调节功能、提升容器高效搭（承）接功能。过卷过放安全保护功能必需满足：变阻力制动缓冲，初始制动力很小，制动力随制动位移变化，当达到最大制动力后，以此力进行可靠的制动，并满足《煤矿安全规程》的要求。提升绳安全调节功能，应满足其自动性高，操作快速、安全可靠。能利用提升系统的内力上卡提升绳，下拉容器，中间由液压步进拉紧机构使要调节的提升绳松弛。整套装置由一台调绳车实现，调节时间短，安全高效。提升容器高效搭（承）接的功能应满足，以液压阻尼力与弹性力组合补偿掉提升绳弹性伸长，保证进出矿车或重物容器稳定，并利用二力杆失稳与反失稳实现多层容器自动换层，节省作业时间，提高生产效率。

　　综上所述，为解决矿井提升中所存在的问题，我们所研发的立井提升安全保护技术与装备，具备过卷过放安全保护、提升绳安全调节、提升容器高效搭（承）接三个功能，这三个功能可以单独使用，最好是整体配套。它完整实现了立井提升综合保护，从而达到各功能相互协调，可靠工作。该技术与装备的研发成功，对立井提升安全有着重要意义，其推广应用前景广泛，社会效益和经济效益巨大。

　　项目内容：

　　该项目属立井提升安全保护技术与装备属矿山安全领域中的提升运输专业。在项目研究中涉及弹塑力学、动力学、机电液及控制知识。立井提升安全保护技术与装备具有三个功能：过卷过放安全保护功能、提升绳安全调节功能及提升容器高效搭（承）接功能。这三种功能为立井提升安全提供了保障。

　　立井提升安全保护技术与装备 首先要实现过卷过放安全保证。它采用GHT型变阻力制动缓冲托罐装置，以摩擦阻力作为制动力吸收系统动能，利用变阻力实现初始制动阻力很小，通过制动位移使制动阻力增大，当增大到最大值，以此力可靠制动。并与单向锁定技术配合，完全满足2004年版《煤矿安全规程》要求。此项技术达到了国际先进水平。

　　立井提升安全保护技术与装备的提升绳安全调节功能实现是通过双楔卡绳器实现卡绳，并利用卡绳器上抓提升绳，另一端联接住容器，中间利用液压步进机构实现被调提升绳松弛，从而保证便捷，安全调绳。此项技术达到了国际先进水平。

　　立井提升安全保护技术与装备的提升容器高效搭（承）接功能是以弹性力与液压阻尼力组合来补偿原有系统中进出矿车或重物引起的提升容器上、下移动问题。采用的ZHT型自动换层阻尼托罐摇台由四个液压弹性阻尼托爪组合实现对容器的承接，承接力大小可调；并利用二力杆失稳与反向失稳技术实现托爪托力释放，完成自动换层。此项技术填补了国内空白，达到国内领先水平。

　　创新点：

　　1．立井提升安全保护技术与装备其过卷过放安全保护功能（GHT型变阻力制动缓冲托罐装置）的创新点：

　　① 变阻力缓冲制动，大大削减冲击力尖峰值，使被制动容器由较小初始制动力增加到恒定制动力，制动平稳、可靠。

　　② 机架上设有自锁锁，能将容器与机架结合为一体，保证容器在断松绳情况下可靠托罐；上、下生根钢丝绳柔性受力，对承力梁无扭矩作用。

　　③ 集过卷缓冲变力制动与反向托罐于一体，向上变力缓冲制动，向下最大力全程柔性托罐。

　　2．立井提升安全保护技术与装备其提升绳安全调节功能（SFQ型三森复式卡绳器及YT型调绳装置）的创新点：

　　① SFQ型三森复式卡绳器采用双楔滚道结构，利用小角度主楔夹持钢丝绳、大角度副楔使主楔预夹紧和松开；利用齿轮齿条机构驱动副楔开闭，操作快速、简捷、省力；无散件配置，整体性好，使用安全可靠。

　　② YT型调绳装置利用提升绳自身内力调绳，无需增加其它附属设施；采用步进拉紧机构提升容器，使提升绳调整段松驰，安全可靠、操作便捷；全套装备为整体车式结构，能自动行走，整机可方便地进出井口；整套装备自动化操作，降低了调绳作业劳动强度，大大缩短了调绳作业时间，安全可靠。

　　3．立井提升安全保护技术与装备其提升容器高效搭（承）接功能（ZHT型自动换层阻尼托罐摇台）的创新点：

　　① 用液压阻尼力与弹簧组合实现补偿，补偿力可调，能完全补偿掉由于终端载荷变化引起提升绳的弹性伸长，保证进车矿车、容器稳定。

　　② 由正向限位失稳二力杆定位，保证工作状态。换层时动阻油缸上起，使二力杆反向失稳，失稳瞬间罐笼压力作为主动力动作，上起油缸变为阻尼缸给出阻力，缓慢释放容器。

　　③ 托爪三位动作（上转伸平：正常托罐；下转收回：释放罐笼；上转收回：非常状态安全保护退让），可实现自动换层托罐；换层时采用液压阻尼，平稳释放罐笼。

　　应用情况：

　　立井提升安全保护技术与装备已在河北峰峰集团、刑台矿业集团、安徽淮南矿业集团、淮北矿业集团、山东淄博矿业集团、辽宁铁法煤业集团、阜新矿业集团、沈阳煤业集团等300多个矿井中应用，并出口至土耳其库兹鲁矿井、卡拉洞矿井。在过卷放安全保护功能应用中，据不完全统计，已挽救事故数十起，其中挽救乘员两起，，山东省微山湖矿业集团有限公司二号煤矿发生了全速过卷事故，当时罐内乘坐2人，GHT型变阻力制动缓冲托罐装置在缓冲2米距离后平稳停下，并托住容器，没有造成人员伤亡和设备损失，避免了一起恶性过卷事故。另一个是邢台矿业（集团）有限责任公司邢台矿由于绞车司机操作失误，造成南码罐笼全速过放，当时罐内乘坐25人，GHT型变阻力制动缓冲托罐装置缓冲承接住罐笼，避免了一起恶性事故。在提升绳安全调节功能应用中，既保证了作业人员的安全，又大大提高了作业效率。在提升容器高效搭（承）接功能应用中，托罐平稳，进出矿车畅通，换层快捷，并解除了井底托罐存在的蹾罐陷患，罐笼乘员的生命安全得到了保证。根据现场使用统计，提高提升效率20%。通过实践证明，该技术与装备为社会创造了显著的经济和社会效益。

　　立井提升安全保护技术与装备在全国矿井中推广应用前景十分广泛。虽然该项技术与装备已有较好的推广，但市场潜力巨大，这些技术与装备的推广应用不仅给提升安全带来保证，同时为现代化矿井高产高效安全生产带来可观的社会效益和经济效益。