社会经济的发展影响着市场行情,进而影响着整个煤炭产业的发展,在九十年代中期 时候,我国经济发展进入低潮期,煤炭需求量减少,对于矿用提升设备也仍维持着原有的基型和结构,新式样的提升机不再产生。本世纪开始,由于国际上原油的价格一路飙升居 高不下,煤炭产业又迎来了新的发展曙光。随着煤炭价格的递增,煤炭开采量增大,矿山 开采机械包括提升绞车的需求也近供不应求,一定程度上促进了绞车行业的改革革新。在 近十年的时间段内,有关于绞车产品的多样化研究、结构的优化设计、自动化技术的提升 等研究也层出不穷,新型结构的绞车不断出现,带动着采矿业的蓬勃发展。但随着绞车样 式的增多,结构的更加复杂化,其呈现的问题和安全隐患也随之凸显。一方面要继续绞车 的优化设计研究,一方面更要克服研究过程中存在的主要问题。现如今,机械方面的PCL 控制技术和变频调速技术发展成熟,如何将其广泛应用于采矿业是目前研究的主要方向。 因此,矿山机械的自动化和数字化是今后设备优化发展的重要方向。
煤矿提升绞车的安全与否,直接关系到工作人员的人身安全问题以及矿井作业的效率 问题,随着绞车生产样式多样化、结构复杂化,保障绞车的运行质量是各级监督部门必须 严格关注的重点。
根据我国《煤矿安全规程》规定:投入运行后的提升设备,必须由矿务局机电部门 每年进行一次检查,每三年进行一次测试,认定合格并签发运行许可证书后方可继续使用。 据监督统计,每年的绞车检测结果表明,大部分的提升绞车能够复合要求,但还有相当一 部分设备存在普遍的问题,主要的安全隐患陈列如下:
(1)滚筒上钢丝绳在上面缠绕的层数最多为4或5层,过多层缠绕容易引起卷筒结构 断裂或是超越钢丝绳承受极限;
(2)绞车的部件装置上对于深度指示器没有有效的装置失效保护装置,存在指示器 失效造成物料坠下或是人员升降过程的安全问题;
(3)矿井上的立式绞车没有卷筒上的松绳保护装置,存在升降过程松绳隐患;
(4)钢丝绳的使用范围宽泛,多使用一般强度钢丝绳,没有针对特殊情况的钢丝绳;
(5)绞车超载升降的现象比较严重,存在极大的工作安全隐患;
(6)提升绞车升降过程中减速无自动报警的警铃;
(7)除去一般角移式或平移式块式制动器,无紧急制动装置。 以上这些常见的安全隐患均是不符合 《煤矿安全规程》以及相关文件要求的。
2 国外研究现状
国外的矿用提升机相对我们国内的研究而言发展较早,因此技术较为先进。工业的快 速发展也使得国外注重于将先进的理论投入实践之中。1827年,德国成功制造出世界上第 一台蒸汽式提升机,自此以后,矿用提升机就分为两种形式:一是缠绕式提升机,另一种 是多绳摩擦式提升机。而综合集中结构的优缺点,目前我国应用比较广泛的是单绳缠绕式 和多绳摩擦式提升机。
矿井提升机的发展经历了很长的路程,在其发展初期,主要的绞车基形为缠绕式提升 机。随着社会发展,矿业开采领域逐年进步导致煤炭资源减少,采掘深度也逐渐增加。当
地下采掘深度达到1000m以上,并且绞车单次提升重量在40t以上时,若是仍采用单绳缠绕 式提升机作业,其绕绳长度将达到90m,对应的滚筒直径需大于9m,同时电动机功率也在 4500kw。所以在这种深度采掘的情况下,对绞车的结构强度有极强的要求,因此制作绞车 的难度较大、对资源的耗费也相当严重。除了绞车的工艺性能难达要求,卷筒上缠绕的钢 丝绳性能也很难满足强度要求,因而制作成本巨大。整体下来一台绞车的价格极高。而高 强度的作业也会减少绞车的寿命。如何优化深度提升绞车的结构降低成本,又成了迫在眉 睫的问题。