矿井提升机制动系统安全可靠性

矿井提升机制动系统安全可靠性

杜少军

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北唐山 063000

摘要：随着我国科技的发展，矿井作业的自动化水平越来越高，煤矿企业在关注煤矿采煤效率以及采煤质量的同时，也更加注重煤矿工作人员的安全问题。其中对矿井提升机的安全可靠使用提出了更高的要求。虽然矿井提升的安全系数比之以前有了较大的提升，但是矿井制动系统的故障预警效率普遍不高，因此如何提升矿井制动的异常信号及时反馈和监测值得技术人员以及机电一体化工作者研究并进行改善，以达到企业稳定生产和增产增效的目的。文章主要阐述如何提高矿机提升装置的可靠性，并对提升装置的故障预警系统进行一系列的说明，使矿井提升机延长使用寿命，提高安全系数提供一些技术参考。

关键词：矿井提升机；制动系统；可靠性

引言：通过多维度对矿井提升机的安全系数以及安全制动进行系统的分析，并进行改进，出现故障时要进行细致的数据分析，并根据数据反馈明确维修目标，才能使矿井提升机高效稳定运转，使企业极大降低维修成本，达到增产增效的目的。

1如何理解矿井提升机制动系统的可靠性

矿井提升机制动系统是否可靠直接关系到矿井的稳定生产以及井下工人的生命安全。而对矿井提升机内部构件以及其工作原理的了解，对矿井提升机的高效维修具有非常重要的意义。比如说，目前普遍使用的盘式提升机的制动器都具有一定的维修灵活性，在闸瓦被磨坏以后可以通过调整磨损缝隙量来达到继续正常使用的目的，液压系统也可以进行局部零件的调整来正常使用。对矿井提升机的某些部件来说，反而不易维修，只能通过零部件使设备继续使用，比如提升机的制动弹簧，它属于重要的制动部件，一旦发生故障就很难再继续使用，只能进行更换。所以，矿井提升及制动系统是否可靠应该由两方面进行研究，第一、制度系统的零部件自身的质量问题在使动系统的安全使用中发挥很大的作用。第二、在使用过程中对制动系统的维护与保养策略是否满足制动系统正常使用的因素。常用的二级制动就是将某一提升机所需要的全部制动力矩,分成二级延时制动,以减少停车时因惯性引起的冲击。第一级制动力矩,使提升系统产生符合煤矿安全规程规定的减速度。以确保整个提升系统平稳、可靠减速。然后经过延一段时间第二级制动力矩全施加上去,使提升机系统安全地处于静止状态。综上所述，影响矿井提升机安全可靠的因素是由提升机自身部件可靠性与日常使用维护两方面共同制约的。

2矿井提升机制动系统失效分析

矿井提升机制动决定了井下工作人员的生命安全以及矿井采矿工作是否能够稳定生产的最重要部件，所以对矿井提升机的故障及时反馈与精准维修是非常重要的。矿井提升机的制动系统主要有多个制动器所组成，并且每一副制动器功能由制动器、电控系统以及液压站协调配合完成。通过自动化部门对矿井采矿作业时提升机发生主要故障的数据进行分析与整合我们发现：首先，液压泵站液压泵故障、供油不畅以及液压油泄露导致制动系统不开闸是其中一个最主要因素。其次，由于制动系统制动部件损坏造成动力矩不能满足制动需要，使提升机在使用过程中制动失效从而影响提升机的使用。

3矿井提升机制动系统安全可靠性分析

3.1安全可靠性维修技术

由于矿井作业环境复杂，作业任务繁重，导致提升机以及其它设备需要满负荷运转，提升机在进行往复运转的过程中难以避免会发生零部件的磨损老化现象，有些部件老化以后难以被巡检人员发现。此外，制动器自身的设计缺陷以及制造缺陷会对制动系统的安全可靠造成很大的影响，所以，矿井的维检修人员要加强日常对制动机各部件的巡检与维护力度，才能保证提升机制动的稳定与安全。我国北方一个矿产开采单位十分注重对矿井提升机的隐患排查与定期维检修工作，为了使矿井提升机持续稳定运行，该单位制定了行之有效的维修制度以及操作人员操作手册来确保对机械设备的保护，同时在施工与设计环节注重对设备故障预警系统的架设工作，以此来保障提升机制度的安全可靠。

3.2子系统安全可靠性分析

矿井提升机制动系统中子系统的失效情况大多数情况由弹簧失效造成，并且由于制动器压力弹簧为多片的蝶形弹簧进行叠加所组成，所以当应力小于弹簧的等效强度时，矿井提升机的制动系统中制动器便能正常运作，但当应力大于弹簧的等效强度时，则制动系统制动器便会失去效力[4]。通常情况下，压力弹簧的应力和等效强度满足正态分布的规律，且压力和等效强度的标准差和均值可以依据强度与应力干涉理论，通过机械系统的可靠度进行计算，因此对压力弹簧安全可靠性的保护可以增强矿井提升机制动系统的安全可靠性。我国矿井建设某单位为了使矿井提升机制动系提高使用寿命从结构上对制动系统进行改进，同时结合自动化检测系统加入了油温保护、油压保护、卡光监测以及油位保护等传感装置来对制动的工作状态进行实施跟踪监测，并且对传动设备以及弹簧磨损上增设保护装置，使提升机制动系统的安全性得到了显著提升。

3.3操作人员的安全可靠性分析

矿井作业环节对机械设备中发生故障的影响因素主要有设备因素、环境因素以及人为因素。人为因素在矿井提升机故障中占有相当大的比重，归纳总结为人为操作不当产生的故障以及维修保养不当引发的故障，其中人为操作不当以及野蛮操作是提升机制动系统发生事故的主要原因。所以矿井开采企业一定要下力度确保人为疏忽造成机械设备的损坏。例如，我国北方某矿井施工单位十分注重技术工人的技术培训工作，对刚上岗的职工要在上岗前组织一系列的岗位技术培训以及安全培训等工作，然后通过考试取得相关的职业技术等级证书后才能上岗，并对设备的安装、使用、故障排查等进行培训与考核，并根据以往的生产经验，对操作中和管理中遇到的问题进行详细的总结并及时进行整改，为技术工人的精细操作制定专门的SOP，以随时让技术工人查阅和参考。

3.4盘形制动器拆装工具的改进

经过对的上述矿井提升机制动系统安全可靠性的分析，可以得出将盘形制动器的拆装工具进行合理改进，能全面优化矿井提升机制动系统的安全性与可靠性。盘形制动器同液压站相结合组成了矿井提升机的制动系统，主要可以实现矿井提升机的安全制动和工作制动等两个方面的设备制动[5]。在对盘形制动器的拆装过程中，通过将工具进行改进，能有效避免传统用铜棒或榔头对机械进行敲打检修和拆装等方法，对设备自身造成的损害，同时也能有效降低液压组件的损坏几率。改造过后的盘形制动器的拆装工具能提升活塞和液压缸的拆装效率，提高设备维修效果。

结语

提升机制动系统不仅关系到井下作业人员的生命安全，还关系到矿井企业的生产稳定运行，矿井提升制动系统是否稳定运行直接影响到其效益问题。因此，有关部门要采取有效措施来确保制动的安全性与可靠性。在提升机建造以前采用质量过硬的厂家提供的设备，还要在设备检维修、可靠的故障预警系统以及强化操作人员的设备保护意识，只有各部门的相互协作才能保障矿井提升机的持续高负荷稳定运行，为企业增产增效打下坚实的基础。

参考文献：

[1]吴彦霞.矿井提升机可靠性的优化改良[J].能源与节能,2019(11):161-162.

[2]许波.矿井提升机制动系统浅析[J].中外企业家,2019(27):185+180.

[3]李娟娟,张伟,孟国营,谢广明,汪爱明,王帅,贾一凡.矿井提升机制动系统故障诊断研究综述[J].煤炭工程,2017,49(10):154-157.

[4]葛云燕,李新平,霍族亮.矿井提升机制动系统存在的问题与改进[J].煤矿机电,2007(03):66-67.

[5]张德坤,葛世荣,刘金龙,王燕桥,孙宽用.一种高可靠性提升机液压制动系统[J].矿山机械,2001(03):39-40+3-5.