肖慧明

（長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012）

礦山企業(yè)中的提升設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)是保證提升設(shè)備正常安全運(yùn)行的關(guān)鍵部分，那么想要確保提升設(shè)備正常、安全的運(yùn)行。需要采用科學(xué)有效的檢測(cè)方法。目前我國(guó)礦山制動(dòng)系統(tǒng)還是會(huì)引起一些安全事故。為了避免事故的發(fā)生，必須要做好制動(dòng)力矩的檢測(cè)工作。

1 礦山提升系統(tǒng)制動(dòng)力矩檢測(cè)方法的重要性及標(biāo)準(zhǔn)要求

（1）重要性。為了指導(dǎo)礦山提升設(shè)備（含單繩纏繞式提升設(shè)備、礦用提升絞車及摩擦式提升設(shè)備）制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力矩現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)檢驗(yàn)工作，保證制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力矩現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作的順利進(jìn)行，確保檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全和設(shè)備安全。需依據(jù)AQ 2020-2008《金屬非金屬礦山在用纏繞式提升設(shè)備安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》、AQ 2021-2008《金屬非金屬礦山在用摩擦式提升設(shè)備安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》、AQ 2022-2008《金屬非金屬礦山在用提升絞車安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》、AQ1014-2005《煤礦在用摩擦式提升設(shè)備系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》及AQ1015-2005《煤礦在用纏繞式提升設(shè)備系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》進(jìn)行檢測(cè)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)要求。①纏繞式提升設(shè)備。提升設(shè)備的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值不應(yīng)小于3；對(duì)于質(zhì)量模數(shù)小的絞車，上提重載保險(xiǎn)閘的制動(dòng)減速度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值時(shí)，可將保險(xiǎn)閘的K值適當(dāng)降低，但不應(yīng)小于2。在調(diào)整雙滾筒絞車滾筒旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置時(shí)，制動(dòng)裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩不應(yīng)小于該滾筒上所懸重量形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。提升設(shè)備在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值，不應(yīng)小于3。鑿井時(shí)期升降物料用的提升設(shè)備，K值不應(yīng)小于2。對(duì)于雙卷筒提升設(shè)備，在調(diào)整雙卷筒旋轉(zhuǎn)相對(duì)位置時(shí)，每一卷筒制動(dòng)裝置在制動(dòng)盤或制動(dòng)輪上所產(chǎn)生的力矩，不應(yīng)小于該卷筒所懸質(zhì)量(金屬繩質(zhì)量與提升容器質(zhì)量之和)形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。②摩擦式提升設(shè)備。提升設(shè)備的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值不得小于3；對(duì)于質(zhì)量模數(shù)小的提升設(shè)備，上提重載保險(xiǎn)閘的制動(dòng)減速度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值時(shí)，可將保險(xiǎn)閘的K值適當(dāng)降低，但不得小于2。

2 系統(tǒng)制動(dòng)力矩的檢測(cè)方法

（1）定量測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)使提升設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)的任1副或1組制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，其他閘松開(kāi)，再通過(guò)纏繞在卷筒的鋼絲繩用手動(dòng)葫蘆串聯(lián)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和拉壓力傳感器給其施力（施力方向應(yīng)保證是卷筒或摩擦輪圓周的切線方向），當(dāng)卷筒恰好發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，測(cè)量出該副/組制動(dòng)器被拉動(dòng)時(shí)的微應(yīng)變，并根據(jù)換算公式換算出對(duì)應(yīng)的力，即為該副/組制動(dòng)器的制動(dòng)力Fi，同樣的方法再對(duì)其他副/組的制動(dòng)器的制動(dòng)力Fi進(jìn)行測(cè)量。

計(jì)算公式：

式中：MZh—各點(diǎn)實(shí)測(cè)制動(dòng)力矩之和，N·m；∑Fi—實(shí)測(cè)各副/組閘的制動(dòng)力之和，N；n—分組實(shí)驗(yàn)數(shù)；R—實(shí)驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)z的作用半徑，m。

（2）定性測(cè)量。①試驗(yàn)前在樣機(jī)最大提升量的情況下，用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和拉壓力傳感器測(cè)量并計(jì)算出樣機(jī)最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩。②再平均分配到各制動(dòng)器上，算出每副/組制動(dòng)器應(yīng)至少提供多大的制動(dòng)力矩才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，即每副/組制動(dòng)器單獨(dú)制動(dòng)時(shí)應(yīng)能制動(dòng)住多少重量重物產(chǎn)生的拉力。③然后在提升鋼絲繩上懸掛略大于計(jì)算值的重物，再對(duì)每副/組制動(dòng)器進(jìn)行試驗(yàn)，觀察該副/組制動(dòng)器是否制動(dòng)住所懸掛的重物，如果每副/組制動(dòng)器均能制動(dòng)住所懸掛的重物，則說(shuō)明所檢提升設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力矩符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方式。①對(duì)提升容器進(jìn)行稱重。將滿載提升容器置于井底平巷，對(duì)稱重用的檢驗(yàn)儀器包括拉壓力傳感器和靜態(tài)電阻應(yīng)變儀進(jìn)行使用前的檢查，儀器檢查正常后將滿載提升容器與金屬繩用拉壓力傳感器串接起來(lái)，把滿載提升容器置于井底斜坡上，將靜態(tài)電阻應(yīng)變儀接至拉壓力傳感器接口上，讀取此時(shí)相應(yīng)的微應(yīng)變，通過(guò)拉壓力標(biāo)定方程計(jì)算出滿載提升容器的重量，核算無(wú)誤后將滿載提升容器置于井底平巷，取下靜態(tài)電阻應(yīng)變器和拉壓力傳感器，檢查檢驗(yàn)用的儀器正常后，最后將滿載提升容器與鋼絲繩連上。②對(duì)樣機(jī)的每副閘進(jìn)行試驗(yàn)。將稱重后的滿載提升容器置于井底斜坡上，分別對(duì)樣機(jī)的每副閘進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后卷筒均未出現(xiàn)滑動(dòng)，再計(jì)算出每副閘此時(shí)的制動(dòng)力矩，每副閘制動(dòng)力矩相加得出樣機(jī)常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩M2，然后將M2與樣機(jī)實(shí)際提升最大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩M1之比得出制動(dòng)力矩的倍數(shù)關(guān)系。

3 提升系統(tǒng)制動(dòng)力矩檢測(cè)方法的研究

我國(guó)礦山提升系統(tǒng)制動(dòng)力矩檢測(cè)方法簡(jiǎn)單可行，為了檢測(cè)手段的多樣化。分析研究了三角型力矩頂桿檢測(cè)方法。如下圖：

圖1 三角型頂桿力矩

解釋上圖：1：三角型力矩頂桿；2：數(shù)字測(cè)力儀；3：壓力計(jì)傳感器；4：油壓千斤頂；5：提升設(shè)備

原理：M=F R(F代表一定壓力計(jì)測(cè)得的制動(dòng)力；R作用半徑)

操作步驟：首先利用提升設(shè)備的所在位置，選取到擋繩板外40mm處為中心點(diǎn)。然后將擋繩板圓孔轉(zhuǎn)到可以操作儀器的明顯位置，再把提升設(shè)備斷電，讓提升設(shè)備進(jìn)行全面制動(dòng)。其次，連接提升設(shè)備綜合測(cè)試儀的工作電源在擋繩板的圓孔位置進(jìn)行三角頂桿的安裝固定。在三角頂桿尾端的垂直下方放好油壓千斤頂。特別注意的是千斤頂需要保持水平穩(wěn)定的狀態(tài)，然后在千斤頂上放好力矩傳感器。在搖動(dòng)千斤頂桿，保證千斤頂、傳感器、三角頂桿均勻受力。如遇不平穩(wěn)時(shí)發(fā)生傾斜懸空的狀態(tài)下需要利用斜鐵墊實(shí)后保持平穩(wěn)。連接力矩傳感器與提升設(shè)備測(cè)試儀的信號(hào)線纜，同時(shí)記錄提升設(shè)備綜合測(cè)試儀的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)存檔。然后將測(cè)試儀的工作電源關(guān)閉，再緩慢開(kāi)啟千斤頂?shù)幕赜烷_(kāi)關(guān)，使千斤頂達(dá)到零負(fù)荷的工作狀態(tài)。最后卸掉三角頂桿完成提升設(shè)備的力矩測(cè)試。整個(gè)操作流程就結(jié)束了，一定要注意每個(gè)細(xì)節(jié)的處理。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)制動(dòng)力矩大小的檢測(cè)方法進(jìn)行具體的分析，科學(xué)地提出現(xiàn)場(chǎng)檢查的方法，實(shí)際運(yùn)用于礦山企業(yè)的生產(chǎn)的發(fā)展具有重要意義。希望此方法能夠更加簡(jiǎn)單方便使用，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確，在礦山行業(yè)中得到廣泛的推廣和應(yīng)用。