矿山竖井提升安全技术.docx
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矿山竖井提升安全技术
安全管理文书
矿山竖井提升安全技术
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矿山竖井提升安全技术
竖井提升就是通过安装在竖井井口、井筒和井底的设备、装置进行的提升运输工作。
竖井提升系统使用的主要设备和装置包括提升机、井架、天轮、钢丝绳、连接装置、提升容器、井筒导向装置、井口和井底的承接装置、阻车器、安全门以及信号装置等。
这些设备和装置是竖井提升中不可缺少的部分,同时也是提升安全工作中必须注意的重要环节。
按照提升机的不同,竖井提升分为竖井单绳缠绕式提升、双筒双绳缠绕式提升和多绳摩擦式提升,一般单绳缠绕式提升多用于深度小于600m的矿井,双筒双绳和多绳摩擦式提升多用于深度大于300m的矿井。
按照提升容器的不同,竖井提升可以分为罐笼提升、箕斗提升和吊桶提升。
小型矿井使用罐笼提升较为普遍。
一般在井筒断面大、提升量多而提升水平又少的矿井采用双罐笼提升;并筒断面小、提升水平多的矿井可采用单罐笼带平衡锤提升;井口断面小、提升量少的矿井可采用单罐笼提升。
在竖井开凿和延伸期间,一般采用吊桶提升。
(一)提升机安全技术要求
提升机又称绞车或卷扬机,其用途是利用钢丝绳的缠绕,以完成提升或下放货载的任务,是矿井提升的主要设备。
非煤矿山使用的提升机主要有三种系列,即单简单绳缠绕式系列、双筒双绳缠绕式和多绳摩擦式系列。
1.卷筒缠绳要求
钢丝绳在卷筒上缠绕后,会对卷筒产生缠绕应力,缠绕应力过大会造成钢绳损坏过快和筒壳变形损坏。
为了使筒壳应力分布均匀,在筒壳外面装设衬木,并在上面刻有绳槽,以使钢绳排列整齐。
为了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳,安全规程对钢丝绳缠绕的层数作了规定。
并规定缠绕层数在两层以上时,卷筒边缘高出最外一层钢丝绳的高度不小于钢丝绳直径的2.5倍;钢丝绳由下层转到上层临界段(相当于四分之一绳圈长)必须经常加以检查,每季度应将钢丝绳临界段串动四分之一绳圈的位置。
钢丝绳的绳头固定在卷筒上必须牢固,要有特备的卡绳装置,不得系在卷筒轴上;穿绳孔不得有锐利的边缘和毛刺,曲折处的弯曲不得形成锐角,以防止钢丝绳变形;卷筒上必须经常缠留三圈绳作为摩擦圈,以减轻钢丝绳与卷筒连接处的张力。
2.提升机安全装置
提升机的安全装置主要包括制动装置、防过卷装置、深度指示器、限速装置以及紧急脚踏开关等。
(1)制动装置
制动装置是提升机的主要安全装置,它不仅满足提升机正常运行时的工作制动,同时在发生意外事故时能及时进行保险制动(也称紧急制动)。
提升机的制动装置应能使提升系统迅速而平稳地进行制动,它的制动力矩要适当,不能太小,也不能太大。
太小了将使制动距离过大,甚至在重载时刹不住车;太大了将会产生过大的减速度而引起冲击,甚至会造成断绳等事故。
为此,安全规程规定:
工作制动和安全制动在工作时,其制动力矩不得小于实际提升最大静力矩的3倍;下放重物时安全制动的减速度不得小于1.5米/秒2,提升重物时的减速度不得大于5米/秒2。
制动装置的动作必须灵活可靠;各种传动杆件不变形、没有裂纹,紧固件不得松动;各销轴不松旷,不缺油,开口销齐全。
闸瓦与闸轮或制动盘接触良好;闸瓦与闸轮或制动盘的间隙应符合安全规程要求。
为了保证制动装置能安全可靠地工作,必须经常进行检查和维护。
(2)过卷保护装置
当提升容器被提升到井口而未停车,并越过井口位置继续向上提升而造成的事故叫做过卷事故。
这类事故往往会造成很严重的后果,如将井架拉倒,或者将钢丝绳拉断而使提升容器坠落井底。
当提升容器下放到井底而未减速停车,与井底承接装置或井窝发生撞击而造成的事故叫礅罐事故,实际上就是下放过卷事故。
过卷保护装置就是为了避免过卷事故,当提升容器超过正常卸载位置(或出车平台)0.5米时,能自动断电,并能使保险闸发生动作的装置。
除安装可靠的过卷保护装置外,井架还必须有一定的过卷高度,其要求如下:
提升速度小于3米/秒时,过卷高度不得小于4米;
提升速度为3~6米/秒时,过卷高度不得小于6米;
提升速度为6~10米/秒(不包括6米/秒)时,过卷高度不小于最高提升速度下运行1秒的提升高度;凿井时期用吊桶提升不得小于4米。
(3)深度指示器
深度指示器可指示出提升容器在井筒中的位置。
当提升容器接近井口时能发出减速警告信号,提醒司机注意,同时在深度指示器上安装有过卷保护开关、自动减速开关及限速.凸轮板等器件。
目前使用的深度指示器有牌坊式和圆盘式两种。
(4)限速保护装置
限速保护装置是当提升速度超过正常最大速度的15%时,能使提升机自动停止运转,并实现安全制动的装置。
限速保护装置有两个作用:
一是防止提升机超速;二是限制提升容器到达井口时的速度,以防止过卷保护装置动作后,因速度高而使制动距离过大造成事故。
为此,安全规程要求:
当罐笼提升系统最大提升速度超过4米/秒和箕斗提升系统最高速度超过6米/秒时,限速保护装置能控制提升容器接近井口时的速度不超过2米/秒。
(5)紧急脚踏开关
为了能在提升机的工作闸或主控制器失灵等紧急情况下,司机能够迅速地切断电源,实现紧急制动,防止事故的发生,在司机台前装设紧急脚踏开关。
只要司机一踩,就能实现紧急制动,并切断电源。
提升机除了上述安全保护装置外,还有过电流、欠电压、松绳、闸瓦磨损等保护装置以及许多电气闭锁装置。
一般来说提升能力大,速度高的大型提升机,其安全保护装置较齐全,要求也较高。
小型提升机相对来说,安全保护装置则较简单。
但对于已有的安全保护装置一定要使用好,注意日常检修维护和试验,尽可能保证其保护性能的正常发挥。
3.提升机的安全操作
矿井提升机能否安全运行,除了有良好的性能外,其安全操作非常重要。
提升机司机是矿山的特殊工种之一,要由身体健康、责任心强、受过专门技术训练并考试合格取得合格证的人员担任。
提升机操作应注意的事项有:
(1)每班在提升前,应对提升设备进行认真检查、试车,了解紧急闸与工作闸是否灵敏可靠,各个部件是否正常,确认无误后,方可开车。
(2)操作过程中,必须精力集中,谨慎细心,随时注意仪表读数,深度指示器的指示位置,钢丝绳的排列;机器运转的声音等情况,发现异常,立即停车查找原因,并及时汇报和处理。
(3)提升信号不清楚、不确切,不准开车,必须询问查清原因再执行操作。
(4)当发生下列紧急情况:
有紧急停车信号;提升容器接近井口尚未减速;有卡罐等意外故障;工作闸或控制器等主要部件失灵时,应使用紧急制动。
(二)提升钢丝绳
矿井提升钢丝绳是连接提升容器和提升机,传递动力的重要部件。
它的可靠使用是升降人员和物料的安全保证,而钢丝绳又最容易损坏,是安全提升的最薄弱环节,因此应予特别重视。
钢丝绳是由一定数量的钢丝捻成绳股,再由若干绳股(一般为六股)沿着一个含油的纤维绳芯捻制而成。
由于提升钢丝绳直接关系到人员生命安全,故对钢绳的选择有严格的规定。
针对不同类型的提升机(单绳或多绳),提人时的安全系数要求等仔细核查。
在提升钢丝绳的使用上,一方面要合理地选择结构和规格;另一方面应正确地使用、维护与检查,以便及时掌握钢丝绳的状况,延长钢丝绳的使用寿命,确保提升安全。
1.钢丝绳的使用与维护
在钢丝绳的使用中,应满足安全规程规定的卷筒直径与钢丝绳直径的比值要求,以控制其弯曲疲劳应力。
钢丝绳在卷筒上排列要整齐,运行时要保持平稳,不跳动、不咬绳。
钢丝绳使用过程中应注意润滑,良好的润滑对延长钢丝绳的寿命影响很大,因此应定期对钢丝绳涂油。
涂油前,应先清除钢丝绳上的尘土污油,然后用人工法或涂油器法(钢丝绳穿过两半合成的油筒,随着钢材绳的移动,及时往油筒内添加热油)进行涂油。
因钢丝绳绳头部分损坏较快,所以对钢丝绳应定期进行斩头。
同时也要定期调头,将与卷筒连接的一端和与连接装置连接的另一端互相更换,以增加钢丝绳的使用寿命。
其斩头和调头的期限,应根据各单位不同使用条件和钢丝绳损坏情况确定。
井筒内应尽量减少淋水,保持干燥,以避免钢丝绳的锈蚀。
此外,要注意钢丝绳的运输和存放;提升起动、停车、加减速时要平稳操作,以减少对钢丝绳的损坏。
2.钢丝绳的检查
新钢丝绳到货后应检查是否有厂家合格证书、验收证书等资料;有无锈蚀和损伤,不符合要求的不准使用。
升降人员的钢丝绳要按安全规程的规定进行试验。
使用中的钢丝绳应每日检查一次。
检查时,采用慢速运行对钢丝绳进行外观检查,同时可用手将棉纱围在钢丝绳上,如有断丝,其断丝头就会把棉纱挂住。
要特别注意检查绳头端和容易磨损段,还要注意不得有漏检。
钢丝绳在遭受卡罐或突然停车等猛烈拉力时,应立即停车检查。
钢丝绳的检查工作要由专人负责,并作好检查记录。
安全规程中规定钢丝绳在下列情况下须更换新绳:
(1)升降人员或升降人员和物料的钢丝绳在一个捻距内断丝数达5%时,专门升降物料的达到10%;
(2)提升钢丝绳直径缩小达到10%或外层钢丝直径减少30%;
(3)钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时,不得用作升降人员;钢丝绳锈蚀严重,点蚀麻坑形成沟纹、外层钢丝松动时,不论断丝数或绳径变细多少,都必须更换;
(4)钢丝绳产生严重扭曲或变形;
(5)遭受猛烈拉力的一段,其长度伸长0.5%以上。
钢丝绳的检查是一项很细致,实践性很强的工作,因目前对某些损伤(如锈蚀)还没有定量标准,检测手段在许多方面还靠眼观手摸,因此要在实践中不断积累经验,准确判断钢丝绳的状况。
(三)井口安全设施
为了保证提升作业的安全,防止发生人身或设备安全事故,在罐笼提升系统各井口必须装设必要的安全设施。
1.井口安全门
在地面及各中段井口必须装设安全门,防止人员进入危险区或者其他运输设备冲人井筒,造成设备或人员的坠井事故。
安全门必须开启方便、防护可靠。
安全门按其操作方式可分为手动、罐笼带动、气动和电动等多种形式。
安全门只有在人员上下罐或进行其他提升作业时才打开,其他时间处于关闭状态。
2.井口阻车器
阻车器安装在罐笼提升的井口车场进车侧,目的是为了防止矿车落人井筒。
阻车器的操作方式有手动式、半自动式和自动式。
手动式就是用手柄直接操纵传动系统,半自动式是用气缸或电动液压推杆等传动,自动式是利用罐笼升降、矿车运行等方式为动力的杠杆传动系统。
3.罐笼承接装置
罐笼承接装置是为了便于矿车出入罐笼而在各井口安设的装置,主要有承接梁、托台和摇台三种类型。
承接装置应与提升机或提升信号闭锁,以免发生冲撞事故。
承接梁是一种最简单的承接装置。
但仅用于井底,且容易发生礅罐事故,故不宜用于升降人员。
托台是一种利用其活动托爪承接罐笼的机构。
平时靠平衡锤使托爪处于打开位置,操作手柄(或气动、液动)可使托爪伸出。
一般用于地面井口。
停罐时要求罐笼先高于正常停罐位置,伸出托爪后,再将罐笼放到托爪上。
当下放罐笼时,需先将罐笼上提一段,然后收回托爪,罐笼才能继续运行。
使用托台能使罐笼停车位置准确,便于矿车出入。
推人矿车时产生的冲击负荷可由托爪承受,免去了对钢丝绳的冲击。
但停罐作业较复杂、时间长,当操作失调,托爪伸出时,会造成礅罐事故。
因此,提升人员时最好不使用托台。
摇台是由能绕轴转动的两个钢臂组成的机构。
平时摇台臂抬起,当罐笼到达停车位置时,用其两根活动摇臂的轨尖搭在罐笼的底板上,将罐笼内轨道与车场轨道连接起来,以便矿车进出罐笼。
摇台可通过手动、气动和液压等方式进行操作。
使用摇台能缩短停罐作业时间,简化提升过程,并由于有活动的轨夹,一旦因意外原因摇台落下时,轨夹被打翻而不会影响罐笼安全运行,也不会礅罐,因此摇台应用广泛,在井底、井口以及中段车场都可以使用。
(四)提升信号设置的要求
为了统一指挥提升作业,保障人员、设施的安全和生产正常进行,井底、井口以及中段车场之间,井口和绞车房之间必须安装提升信号,如声光信号、辅助信号、电话等。
设置提升信号的要求是:
1.信号系统必须完善、可靠,信号要清晰明了、准确无误、容易识别。
2.井底和各中段发出的信号须经井口信号工转发给提升机房,不准越过井口信号工直接向提升机房发开车信号,但可以发紧急停车信号。
3.井口信号应与提升机的控制回路闭锁,只有信号发出后,提升机才能启动。
(五)人员提升安全
罐笼井是人员进出的主要通路。
为了避免提升人员时发生事故,必须经常对入井人员进行安全教育,建立健全严格的信号管理和乘罐制度,加强对井口(中段、井底)的安全管理。
信号工不仅是提升信号的操作者,也是井口安全的管理者。
信号工发出信号之前,必须看清楚罐笼内和井筒附近人员的情况,关好罐笼门和井口,安全门,防止有人进入危险位置。
拥罐工或专职安全员关上罐门和井口安全门后,才能发出升降信号。
乘罐人员要严格遵守乘罐制度。
(六)吊桶提升安全
吊桶是竖井开凿和延伸时使用的提升容器。
吊桶依照构造可分为自动翻转式、底开式与非翻转式。
任何生产矿山,不论其规模大小,都应用罐笼提升人员,除非在凿井期间,否则严禁用吊桶升降人员。
非翻转式吊桶可供竖井开凿时升降人员、提运物料使用。
吊桶的结构强度必须符合安全要求。
由于吊桶的吊环经常受到较大的弯曲应力,容易疲劳而断裂,因此必须加强对吊环的检查和维护。
另外,吊桶与钢丝绳之间必须采用不能自行脱落的连接装置。
用吊桶升降人员时,必须符合以下安全规定:
1.吊桶要沿钢丝绳罐道升降。
在凿井初期尚未装设罐道前,吊桶距离不得超过40米,凿井时吊盘下面不装设罐道的部分也不得超过40米。
2.吊桶上方要装设竖固的保护伞。
3.乘吊桶人员必须佩戴保险带,不准坐在吊桶边缘;装有物料的吊桶不得乘人。
4.没有特殊安全装置的自动翻转式或底开式吊桶,不准升降人员。
5.吊桶升降人员到井口时,必须在出车平台的井盖门关闭和吊桶放稳后,方允许人员进出吊桶。
6.吊桶提人的提升速度无导向绳时不得超过1m/s。
[事故案例]
某地下铁矿上夜班的8名工人下班,在井下乘罐笼出井,当罐笼提升到距井口约15m处时,绞车房内载人信号灯突然熄灭,绞车司机当即停车。
信号工见罐笼未到井口,就又发了信号,司机第二次开车提升罐笼。
在罐笼运行中,司机发现有电阻打火即扭脸观看,分散了注意力,没有注意深度指示器指针和钢丝绳上的标记。
井口信号工忙于交接班,没有及时给停车信号,加之限位开关移位,过卷开关失灵,导致过卷,钢丝绳被拉断,而断绳保险装置的滑块被拆除,断绳保险装置失效,致使罐笼坠落到垂深150m的井下,8名矿工全部遇难。
从这起事故的发生看,表面上是安全装置的缺乏和失效造成了事故的发生,但实际是职工的工作责任心不强,安全管理和提升设备的检修维护管理不到位造成的。
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