圆尾绳断绳保护装置的研制

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摘 要：当圆尾绳在旋转器根部断裂时，圆尾绳断绳保护装置承接断裂尾绳，形成一套新的尾绳悬挂装置，可避免断裂尾绳落入井筒，保护井筒设施，从而提高提升系统的安全性。文章介绍了该保护装置的工作原理，并在此基础上阐述了其关键部件包括紧固装置、承接装置及拉杆等的具体实施方法和计算模型；通过现场使用表明，装置能够达到设计目标，实现其基本功能。

关键词：圆尾绳；保护装置；拉杆

引言

在摩擦式提升系统中，圆尾绳通过圆尾绳悬挂装置与容器底部相连。根据相关规定[1、2]，安装圆尾绳悬挂装置时，需在尾绳端部浇注巴士和金；为此尾绳需要打散，酸洗并折弯。由于井筒内环境恶劣，尾绳酸洗处容易腐蚀，从而导致尾绳断裂，圆尾绳断裂事故多在此处发生[3、4]；一旦尾绳落入井筒内，将严重损坏井筒设施，并使尾绳报废，造成重大提升事故。圆尾绳断绳保护装置（以下简称“尾保装置”）能够在尾绳断裂后，承接断裂尾绳，形成一套新的尾绳悬挂装置，保证提升系统短时正常运行，从而保护断裂尾绳及井筒设备，有效避免此类安全事故的发生。

1 圆尾绳断绳保护装置的基本结构

尾保装置主要由连接头1、紧固装置3、拉杆4及承接装置5组成，如图1所示。安装时，使用连接头2替换原尾悬装置的连接头，与提升容器底部相连；紧固装置与尾绳牢固连接，并于承接装置之间留有一定的间隙。

在正常提升过程中，原尾悬装置中的旋转器2作用不变，用于释放提升过程中尾绳产生的旋转应力；此时，紧固装置随尾绳旋转，但是承接装置和主拉杆都不参与提升。当尾绳在旋转器根部断裂时，紧固装置（夹紧断裂尾绳）跌落至承接装置上，尾绳重量通过紧固装置-承接装接-拉杆-连接头传递至容器底部，此时承接装置的旋转功能发挥作用，用于释放尾绳旋转应力，从而形成一套新的悬挂系统，可以保证提升系统短时正常运行。

2 装置的设计及实施

2.1 紧固装置的设计

紧固装置主要由压板、卡绳器及接头组成。在正常提升时，压板夹紧尾绳承载装置自重，保证紧固装置随尾绳旋转，同时为卡绳器提供预紧力；当尾绳断裂后，接头落入承载装置的缓冲接头上，卡绳器开始承载尾绳全部重量；卡绳器采用滚动摩擦楔形自锁结构[5、6]，其楔体使用1：20斜度，自锁安全系数为1.98，可以保证卡绳可靠。

2.2 承接装置的设计

承载装置主要由缓冲接头、轴承及底板等组成。当尾绳断裂后，紧固装置的接头落入缓冲接头中；此时，推力轴承在承载尾绳重量的同时，保证尾绳可以旋转。在这里，为了减少尾绳断裂时的冲击力，缓冲接头使用软质聚合物材料制造，同时在装置安装时，控制接头与缓冲接头之间的间隙，只需保证正常提升时，两者之间不干涉即可。

2.3 拉杆的设计

3 结束语

经过使用证明，该装置对现有提升系统没有产生明显影响，能够保证尾绳断裂后提升系统短时正常运行，保护井筒设施及尾绳自身，避免断裂的尾绳跌入井筒，造成次生灾害的发生，提高了提升系统的安全性，有实际推广的价值。

参考文献

[1]沈阳煤矿设计院.提升容器钢丝绳悬挂装置圆尾绳悬挂装置[S].中国，1990.

[2]北京煤炭设计研究院.多绳提升容器B型钢丝绳悬挂装置圆尾绳悬挂装置[S].中国，1991.

[3]张文奇，赵兴国.箕斗井型圆尾绳连接装置拉断原因分析[J].矿山机械，2003，6：39-40.

[4]张方成.多绳摩擦提升机圆尾绳悬挂装置的改造[J].有色金属（矿山部分），2006，6：33-35.

[5]刘杰，韩跃，王雷，等.多绳摩擦提升用卡绳装置楔块的有限元分析[J].煤矿机械，2009，30（7）：59-60.

[6]曹国华，朱真才，王林涛.快速卡绳装置的应力分析与优化[J].煤矿机械，2005，3：34-36.

[7]刘鸿文.材料力学[M].第三版.高等教育出版社，1992.

[8]成大先.机械设计手册[M].第四版.化学工业出版社，2002.

作者简介：李洪禄（1978-），四川省南部县，毕业于本溪冶金高等专科学校机电一体化专业，机械工程师，从事设备技术管理工作，现就职于安徽开发矿业有限公司。