矿井提升机的制动与安全保护装置(提升机的培训班)

1、 盘县煤矿安全技术培训中心2 第一部分：提升机的制动装置 授课内容： 矿井提升机的制动装置的类型、结构特点 教学目的： 通过讲授使学员能熟悉和掌握矿井提升机的制 动装置的作用、类别和结构特点等 盘县煤矿安全技术培训中心3 教学重点： 矿井提升机制动器的结构，作用原理 教学难点： 矿井提升机制动器的结构，作用原理 授课方法： 多媒体课件 盘县煤矿安全技术培训中心4 【讲解】 什么是制动装置，它有什么作用？ 所谓的制动装置就是人们通常所说的制动 闸，其作用就是在机械车辆在紧急情况下或是 停车时对机械车辆进行施闸制动的装置。 制动装置的组成： 由制动器（执行结构）和传动结构组成。 盘县煤矿安全技术培

2、训中心5 制动器是直接作用在制动轮或制动盘上产 生制动力矩的机构。 按其结构可分为： 块式和盘式两种 传动机构是用来控制和调节制动力矩的，按其传 动能源可分为油压、风压和弹簧三种。 盘县煤矿安全技术培训中心6 一、制动装置的作用 【讲解】 1、制动装置的作用 （1）在提升终了时或停机时，闸住提升机 的滚筒或摩擦轮，即正常停车； （2）在减速阶段及下放重物时参与提升机的 控制，即工作制动； 盘县煤矿安全技术培训中心7 （3）当发生事故或紧急情况时，能迅速闸住提 升机，即安全制动； （4）双滚筒提升机在更换提升水平、更换钢丝 绳和调绳时，闸住游动滚筒，松开固定滚筒。 盘县煤矿安全技术培训中心8 2

3、、制动装置的技术要求 按照煤矿安全规程及有关技术规范， 提升机（绞车）的制动装置必须达到下列要 求： （1）提升机必须装设操作工不离开座位即能 操作的常用闸（即工作闸）和保险闸（即安 全闸）。保险闸必须能自动发生制动作用。 盘县煤矿安全技术培训中心9 煤矿安全规程第四百二十八条规定： 常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操 纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2 套闸瓦的传动装置必须分开。 盘县煤矿安全技术培训中心10 对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双滚筒 绞车，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹 簧闸。 提升绞车除设有机械制动闸外，还应设有 电气制动装置。 盘县煤矿安全技术培训中心11

4、 （2）煤矿安全规程第四百二十九条 保险闸 必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由 司机操纵外，还必须能自动抱闸，并同时自动 切断提升装置电源。 常用闸必须采用可调节的机械制动装置。 （3）提升机除有制动装置外，应加设定车装置， 以便调整滚筒位置或修理制动装置时使用。 盘县煤矿安全技术培训中心12 （4）煤矿安全规程第四百三十一条 保险闸或保险闸第一级由保护回路断电时 起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间： 压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s， 储能液压驱动闸瓦式制动闸不得超过0.6s，盘 式制动闸不得超过0.3s。 盘县煤矿安全技术培训中心13 对斜井提升，为保证上提紧急制动不发生 松绳而

5、必须延时制动时，上提空动时间不受此 限。盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应 不大于2mm。保险闸施闸时，杠杆和闸瓦不得 发生显著的弹性摆动。 盘县煤矿安全技术培训中心14 （5）煤矿安全规程第四百三十二条 提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产 生的力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比 k值不得小于3。 盘县煤矿安全技术培训中心15 （6）在调整双滚筒绞车滚筒旋转的相对位置时， 制动装置在各滚筒闸轮上所发生的力矩，不得 小于该滚筒所悬重量（钢丝绳重量与提升容器 重量之和）形成的旋转力矩的1.2倍。 盘县煤矿安全技术培训中心16 （7）立井和倾斜井巷中使用的提升绞车的保险 闸发生作用时，全部机械

6、的减速度必须符合表 1-1-1的要求。 盘县煤矿安全技术培训中心17 表1-1-1全部机械的减速度规定值 5ac ac* 上提重载 1.50.3ac0.75 下放重载 30153015 运行状态 倾 角 减速度规定值/（m/s2） 盘县煤矿安全技术培训中心18 * ac = g(sin+fcos) 式中 ac自然减速度，m/s2； g重力加速度，m/s2； 井巷倾角，()； f绳端载荷的运行阻力系数，一般取0.010 0.015。 盘县煤矿安全技术培训中心19 对摩擦轮式提升绞车常用闸和保险闸的 制动，除必须符合本规程第四百三十一条和 第四百三十二条的规定外，还必须满足以下 防滑要求： 盘县煤

7、矿安全技术培训中心20 各种载荷（满载或空载）和各种提升状态 （上提或下放重物）下，保险闸所能产生 的制动减速度的计算值，不能超过滑动极 限。钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数的取值不 得大于0.25。 由钢丝绳自重所引起的不平衡重必须 计入。 盘县煤矿安全技术培训中心21 在各种载荷及提升状态下，保险闸发生 作用时，钢丝绳都不出现滑动。 严禁用常用闸进行紧急制动。 盘县煤矿安全技术培训中心22 （8）制动器的工作行程不得超过全行程的3/4, 必须留有1/4作为调整时备用。 提升机操作工操作台上制动把手的移动 应当灵活，在抱闸位置时，应有定位器来固定 把手，防止把手从抱闸位置自动向前移动。 盘县煤矿安全

8、技术培训中心23 （9）制动轮的椭圆度在使用前（新安装或大 修后）不得超过0.51mm;使用中如超过 1.5mm时，应重新车削或更换。 盘县煤矿安全技术培训中心24 二、制动装置的原理 【讲解】 制动装置分为角移式、平移式和复合式3种 结构特点： 角移式制动器结构简单，但压力及磨损分布 不均，制动力矩较小，多用于中、小型提升机。 平移式及复合式制动器的压力分布较均 匀，主要用于大型提升机。 盘县煤矿安全技术培训中心25 1、角移式制动器 （1）角移式制动器为kl或bm型矿井提升家的配 套产品，结构如图7-1所示（教材167页）。 （2）角移式制动器的油压制动系统，结构如图 7-2所示（教材16

9、7页）。 盘县煤矿安全技术培训中心26 2、平移式制动器 平移式制动器的驱动采用压气系统，结构 如图7-3所示（教材169页）。 3、盘型制动器 盘形制动器的闸瓦间隙按规定不得超过 2mm,一边调定在1-1.5mm之间，其制动空行程 时间规定不得超过0.3s。其结构如图7-4所示 （教材170页）。 盘县煤矿安全技术培训中心27 三、液压站 【讲解】 液压站是矿井提升及制动系统的驱动和调 节压力的机构，其性能和质量的好坏直接关系 到设备与人身安全的重大问题。国内液压站的 型号为t130和te131型。 盘县煤矿安全技术培训中心28 1、液压站的组成 为了确保提升的正常工作，液压站油箱中 间用钢

10、板隔开，相当于二个独立油箱，并带有 两台叶片泵装置，一台工作，一台备用。 这两套工作制动部分均有相同的电动机、 油泵、滤油器、电液调电压装置、液动换向阀 等部件。对单绳双筒提升来说又在此基础上增 加了电磁阀18（g1、g2）以供调绳使用（见图 1）。 盘县煤矿安全技术培训中心29 2、液压站的主要作用 （1）可以为盘形制动器提供不同油压值的压 力油，根据提升机的实际需要，产生不同 的工作油压，控制盘形制动器的工作制动 力矩，从而实现工作制动。 盘县煤矿安全技术培训中心30 （2）安全制动时，可以使制动器的油压经过延 时，迅速回到0，使制动器达到全制动状态。 （3）可以供给控制单绳双滚筒提升机调

11、升装置 所需要的压力油，打开离合器，进行调绳或更 换提升水平。 3、液压站的结构和原理 盘县煤矿安全技术培训中心31 液压站工作原理图 盘县煤矿安全技术培训中心32 为了确保提升的正常工作，液压站油箱中 间用钢板隔开，相当于二个独立油箱，并带有 两台叶片泵装置，一台工作，一台备用。二泵 替换工作时，由液动换向阀13自动换向，两台 叶片泵装置放在油箱侧面地面上，便于维修。 安全制动部分由电磁阀g3、g4、g5、g6、 减压阀9、溢流阀8、蓄力器12等件组成。对单 绳双筒提升来说又在此基础上增加了电磁阀18 （g1、g2）以供调绳使用（见图1）。 盘县煤矿安全技术培训中心33 液压站为盘形制动器提

12、供了不同油压的油， 油压的变化，由电液调压装置b来调节，这时 安全制动部分的电磁阀g3、g4、g5带电，油路 通，压力油通过管路分别进入盘形制动器，油 压的变化，通过提升机司机控制电液调压装置 的电流大小来实现的，从而达到了调节制动力 矩的目的，电液调压装置原理见图3。 盘县煤矿安全技术培训中心34 电液调压装置的作用如下： 根据提升机的实际工作额定负荷，确定最 大工作油压值 pmax是通过手柄9来调定的。 通过改变动线图3的电流大小，实现系统油 压的可调性。 盘县煤矿安全技术培训中心35 压力油由k处进入，一路去溢流阀的c腔， 另一路经精过滤芯14、节流螺塞13到g腔和溢 流阀d腔（原溢流阀

13、内的阻尼孔被堵住），当 动线圈3的电流增加时，控制杆5下移，与喷嘴 b的的距离缩短，g、d两腔的压力升高，溢流 阀阀芯12下降，从r口溢出的油量减少，这样c 腔的压力逐渐升高，阀芯12又处在新的平衡位 置，动线圈3电流继续增大，当控制杆5向下的 力大于喷头处向上的液动力时，控制杆5盖住 喷头孔，这时k处油压最高，就是系统的工作 压力。当动线圈3电流为零时，控制杆处于组 高位置，这时r处的油压最低，即为残压。 盘县煤矿安全技术培训中心36 系统正常工作时，电磁铁g3、g4、g5通电 te130液压站g1、g2、gb断电（te131液压站g6 断电），压力油通过电磁阀11、17分别进入制 动器，开

14、闸，保证提升机正常运转，同时压力 油经过减压阀9、单向阀10，进入弹簧储力器 12达到某一指定的一级制动油压值p级。 盘县煤矿安全技术培训中心37 当提升机实现安全制动时（其中包括全矿 停电）电机3断电，油泵停止供电，电磁铁g3、 g4断电，te130液压站固定卷筒制动器（te131 卷筒右边制动器）的压力油讯速回油箱，油压 降到零。te130液压站游动卷筒制动器（te131 液压站卷筒左边制动器）的压力油经电磁阀11 一部分压力油到弹簧储力器12内，另一部分由 溢流阀8溢流回油箱，使这局部系统内的油压 值，保持一级制动油压值p级，再经过延时 继电器延时，电磁铁g5延时断电，g6延时通电， 使

15、油压迅速降到零，达到全制动状态。 盘县煤矿安全技术培训中心38 以上这个过程使提升机紧急制动时获得了 良好的二级制动性能，其特性见图4，从p2即a 点降到b点，此时te130液压站固定卷筒制动器 （te131液压站卷筒右边制动器）处于制动状 态，整个卷筒受到1/2制动力矩，当te130液压 站游到动卷筒制动器（te131液压站卷筒左边 制动器）油压值降到一级制动油压值p1级时， 作用在制动器里的油压（从b点降到c点时）， 延时t1后到达d点，此时提升机已停车，电磁 铁g5延时断电，g6延时通电，油压p1级降到零 （即从d点到e点），完成了二级制动，以三倍 静力矩的制动力矩把卷筒抱死，安全停车。

16、 盘县煤矿安全技术培训中心39 安全制动时，电磁铁g3、g4必须断电，油 泵电机和电液调压装置上的动线圈都断电，电 磁铁g5延时断电，以保证二级制动特性，对于 竖井当提升容器运行到井口时g5应立即断电设 有延时要求，防止过卷，te130、te131各电磁 铁动作要求见图1、2各电磁铁工作状态表。 盘县煤矿安全技术培训中心40 盘县煤矿安全技术培训中心41 3电液调压装置 1-固定螺钉；2-十字弹簧；3-动线圈；4-永久磁铁；5-控制杆；6-喷头； 7-中孔螺母；8-导阀；9-调压螺栓；10-定压弹簧；11-辅助弹簧；12-滑阀； 13-节流阀；14-滤芯 盘县煤矿安全技术培训中心42 3、二级

17、制动原理 盘闸制动器分成两组，分别与液压站的 “a”管，“b”管相连。安全制动时，二级制 动安全阀断电，与“a”管相联的制动器通过 安全阀直接回油，很快抱闸，所产生的力矩为 最大力矩之半，提升速度下降。同时与“b” 管相联的制动器则通过安全阀的节流阀以较缓 慢的速度回油，产生第二级制动力矩。二级制 动力矩特性可以通过调节安全阀的节流杆来改 变。 盘县煤矿安全技术培训中心43 综上所述，调压过程可归纳为：制动手柄 角位移自整角机电压变化动线圈电流 变化挡板位移g腔及d腔压力变化 溢流滑阀位移k腔压力变化制动油缸 压力变化。本系统在安全制动时，可以实现二 级制动。二级制动的好处是既能快速、平稳地

18、闸住提升机，又不致使提升机减速度过大。 盘县煤矿安全技术培训中心44 第二部分：提升机的安全保护装置 授课内容： 矿井提升机的各种保护装置的类型及作用 教学目的： 通过讲授使学员能熟悉和掌握矿井提升机的安 全保护装置类型、作用、结构特点等 盘县煤矿安全技术培训中心45 教学重点： 矿井提升机制动器的结构，作用原理 教学难点： 矿井提升机制动器的结构，作用原理 授课方法： 多媒体课件 盘县煤矿安全技术培训中心46 煤矿安全规程对安全保护装置的有关 安 全 规 定 【讲解】 为了使提升设备安全运转，保证提升人员 的安全及维持矿井的正常生产，矿井提升设备 必须具有灵敏可靠的安全保护装置。 煤矿安全规

19、程第四百二十七条规定： 提升装置必须装有下列保险装置，并符合要求。 盘县煤矿安全技术培训中心47 1、防止过卷装置 【讲解】 当提升容器超过正常终端停止位置（或出 车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保 险闸发生制动作用。 提升速度大于3m/s的提升系统内，必须设 置防撞梁和托罐装置，防撞梁不得兼作它用 盘县煤矿安全技术培训中心48 立井提升装置的过卷高度和过防距离，以 符合下表规定，其中吊桶的提升，其过卷距离 不得小于表内距离1/2； 在过卷高度和过防距离内，应安设性能可 靠的缓冲装置，吊桶提升不受此线； 过防距离内不得积水和堆积杂物。 盘县煤矿安全技术培训中心49 立井提升装置的过高

20、度和过防距离 提升速度m/s346810 过卷高度和过 防距离m 4.04.756.58.2510 盘县煤矿安全技术培训中心50 2、防止过速装置 【讲解】 当提升速度超过最大速度15时，必须能 自动断电，并能使保险闸发生作用。 盘县煤矿安全技术培训中心51 3、过负荷和欠电压保护装置。 【讲解】 在提升机的配电开关上调配有过负荷和欠 电压保护装置，在过负茶或欠电压情况下使配 电开关自动跳闸，切断提升机电动机电源，并 使保险闸发生作用。 盘县煤矿安全技术培训中心52 4、限速装置 【讲解】 提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设 限速装置，以保证提升容器（或平衡锤） 到达终端位置时的速度不超过

21、2m/s。如果 限速装置为凸轮板，其在1个提升行程内的 旋转角度应不小于270。 盘县煤矿安全技术培训中心53 5、深度指示器失效保护装置 【讲解】 当指示器失效时，能自动断电并使保 险闸发生作用。 盘县煤矿安全技术培训中心54 6、闸间隙保护装置 【讲解】 当闸间隙超过规定值时，能自动报警或 自动断电。 盘县煤矿安全技术培训中心55 7、松绳保护装置 【讲解】 缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装 置并接入安全回路和报警回路，在钢丝绳 松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时， 松绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。 盘县煤矿安全技术培训中心56 8、满仓保护装置 【讲解】 箕斗提升的井口煤仓仓满时能报

22、警和自 动断电。 盘县煤矿安全技术培训中心57 9、减速功能保护装置 【讲解】 当提升容器（或平衡锤）到达设计减 速位置时，能示警并开始减速。 防止过卷装置、防止过速装置、限速 装置和减速功能保护装置应设置为相互独 立的双线型式。 立井、斜井缠绕式提升绞车应加设定 车装置。 盘县煤矿安全技术培训中心58 二、相关安全保护的原理 1、过卷保护的原理 【讲解】 过卷保护是由过卷开关实现的。过卷开关 的作用是： 当提升容器超过正常停车位置（或出车平 台）0.5m时，必须能断开提升机的安全回路， 并使保险闸发生作用。 盘县煤矿安全技术培训中心59 防过卷装置的组成： 由机械开关或无触点开关组成。目前主

23、要采 用机械限位开关，并将其成对地安装在井架上距 正常卸载位置0.5m处。其接点串入提升机安全回 路。 为了起双重过卷保护作用，在深度指示器上 也安装一对过卷开关。该处设置的过卷保护动作 值一般为0.3m,比机械过卷开关的动作提前0.2m 左右。 盘县煤矿安全技术培训中心60 数控提升机一般不设置机械水平监控器， 所以，在主控程序中安全回路一节中增设软件 保护，将软件过卷保护的动作值设定为0.3m， 其原理同深度器上的过卷保护。 当提升机过卷时，提升容器便碰击过卷开 关，使安全回路断路，主电动机断电，同时使 提升机保险闸发生作用。 盘县煤矿安全技术培训中心61 提升过卷以全速过卷破坏性为最大，

24、全速 过卷就是提升机在减速段没有减速，以等速段 的最大速度速度碰撞过卷开关后，才投入紧急 制动。 它会造成短绳、提升容器坠落、毁坏井筒 设施、使井架和箕斗等装载设备受到不同程度 的损坏等事故，更为严重的是会造成罐内人员 的伤亡。 造成全速过卷的主要原因有： （1）减速开关失效。 盘县煤矿安全技术培训中心62 （2）电气制动系统、可调闸闭环系统及限速保 护系统的装置不完善，调试不正确。 （3）速度给定装置在减速段不起作用，其原因： 方向继电器的触点熔焊，继电器因剩磁或 机械阻力不释放； 限速凸轮板固定螺栓松动后移位，压不到 自整角机； 深度指示器机械转动部分出现故障。 （4）测速回路没有电压或电

25、压降低，其原因： 测速回路断线而继电器没有动作； 测速发电机没有达到规定的电压。 盘县煤矿安全技术培训中心63 防止全速过卷有以下措施： （1）对减速开关加强维修，深度指示器牌坊或 限速圆盘上安装后备减速开关，并在井架或天 轮平台上安装钢丝绳感应开关，使减速点实现 “三保一”。 （2）将电气制动、可调闸闭环及减速段限速保 护这三个系统分别按要求调试可靠。 （3）对深度指示器及速度给定自整角机和控制 部分加强维修，并增加减速段2m/s的过卷保护。 （4）将测速断线保护继电器整定可靠。 盘县煤矿安全技术培训中心64 2、满仓保护的原理 【讲解】 （立井）详见教材p.179.页。 盘县煤矿安全技术培

26、训中心65 3、松绳保护的原理 【讲解】 提升机在井筒中运行时，如果提升容器在 井筒中被卡住或是箕斗在卸载位置被卡住等现 象发生时，若提升机继续运转，提升钢丝绳就 会松弛，如不及时停止提升机运行，则容易造 成容器以自由落体速度下落而拉断钢丝绳，导 致坠斗事故的发生。松绳保护装置的作用是： 当上述现象发生时能及时发出信号并断开 提升机的安全回路使保险闸发生作用，消除隐 患。 盘县煤矿安全技术培训中心66 在现场使用的松绳保护装置常用的主要有用 限位开关动作控制的松绳信号装置、用感应导体 控制的松绳信号装置、用晶闸管线路控制的松绳 信号装置、专用于卸载位置的松绳保护装置四种。 盘县煤矿安全技术培训

27、中心67 4、过负荷和欠电压保护装置的原理 【讲解】 过负荷保护的原理主要是利用运行电流的大 小来进行比较，当电枢电流大于设定的过负荷电 流值时，过负荷继电器动作，禁止提升机运行。 数控提升机的过负荷设置在驱动程序中，当 电枢实际运行电流高于程序设定电流时，输出高 电平，触发过负荷保护。 盘县煤矿安全技术培训中心68 欠电压保护的原理是利用电压互感器的实际 测量值动态地与设定保护值进行比较，低于设定 的欠电压保护值，欠电压保护继电器动作，禁止 提升机运行。 盘县煤矿安全技术培训中心69 5、限速装置 【讲解】 数控提升机的限速保护一般是设置速度包 络线，速度包络线的数值高于运行速度图2m/s。 当提升机的实际运行速度高于包络线运行时，限 速保护动作，禁止提升机运行。 盘县煤矿安全技术培训中心70 6、闸间隙保护装置 【讲解】 该装置主要是利用设置在盘型闸上的位置 传感器实际测量液压缸的行程，当测得的行程数 值高于2mm时，闸间隙保