矿井提升设备技术与检验分析研究

摘要：随着我国矿井提升设备快速发展，针对因矿井设备产生的安全事故造成的损失。在矿井提升设备的运行中，如何加强对矿山提升设备的检测检验工作，保证矿山企业生产和从业人员生命安全，成为生产企业、检验检测机构的现实需要。本文从矿井提升系统的检验角度入手，合理分析事故产生的原因以及采取的一些防范措施。为了保证设备的安全经济运行，尽可能从根本上消除隐患，有利于改善设备的运转状态，提高效能，减少事故的发生频率。

关键字：矿井提升设备；检验；隐患

引言

随着工业对能源的需求逐步增加，这将对矿山资源的开采造成较大的压力[1]。而矿井提升设备是维系矿山企业生产正常运行的关键，不但直接影响到物料能否安全输出，更重要的是還直接关系到矿工的生命安全。该设备除了将矿山中的煤炭、矿石、下放材料进行输送，还要将升降人员和采矿设备等进行安置，同时也是联系矿井井下和地面的重要通道设备[2]。

近几年来，我国每年因提升设备引发的安全事故，导致死亡的人数居高不下，矿山企业生产、职工生命安全都造成较大的影响。如何加强对矿山提升设备的检测检验工作，保证矿山企业生产和从业人员生命安全，成为了矿山企业和政府的难题。

1 矿井提升系统和检验

提升系统主要由提升机、提升钢丝绳、井架、天轮、装、卸载设备和井口设施组成。目前，矿井提升设备为了适应高速发展的矿山生产建设需要，对矿山生产建设中主要固定设备（如：矿井提升设备）应定期进行技术测定检验，切实做到科学管理、合理使用、计划检修和安全运转，否则将造成严重浪费，甚至影响矿井安全生产。为了保证设备的安全运行，定期检验测试设备的性能，并不断改善设备的运转状态，提高效能。

2 矿井提升设备的技术性能测定

矿井提升设备的技术性能测定在矿山提升设备的检验过程中占据比较重要的位置，其性能测定包括井筒罐道、井架天轮、钢丝绳、提升设备的机械零部件、安全紧急制动等各方面，还包括动态测定的内容及机械部分有关参数的确定和验算等。只有保证每个环节都是正常状态，才能有效的避免安全事故的发生。

2.1 测试系统的组成

一个完整的测试系统[3]，一般由传感器、变换及测量装置、记录及显示装置和试验结果的分析处理装置等部分组成，如图1所示。

其中，对重要组成的功能进行介绍，如下：

传感器，主要是将某种特定的信号从多种信号中识别出来，并进一步转换成电信号的装置。在整个测试系统中占有首要的地位，并决定着整个测试系统的灵敏度和精确度。

变换及测量装置，主要是将电信号转换成具有一定功率的电流或电压信号，以便用于记录，为下一个装置做铺垫。

2.2 常用传感器的变换原理与应用

在测试工作中，经常要使用各类的传感器对测试参数进行测定，如：应力、压力、位移、转数、噪声等参数。

（1）电容传感器

电容传感器是将被测量的改变量转换成电容的变化量的一种元件。一般情况下，它本身（或和被测物体）就可以当作可变电容器。

C=εoεA/δ

C一平板电容器的电容量；

ε一极板间介质的相对介电系数；

A一极板的覆盖面积；

δ—两平行极板间的距离。

通过上式可以看出，可以通过控制单一变量来改变电容量的大小，从而就可以将电容的变化量和电信号输出量进行一一对应。目前，该传感器在振动、速度、角度、流量、液位、位移等方面应用非常广泛。

（2）光电式传感器

光电传感器由光源、光学通路和光电元件构成，其原理是通过光电元件感知被测量的变化，使其转换成光信号的过程。光电检验方法具有灵敏度高、测量范围广，简便精巧等优点，而且可以同时测量多个参数，突出了该传感器功能较多，简化了测量步骤。

（3）压电式传感器

压电传感器是将所测的物理量转换成压力、应力等物理量，以此来测的待测量的实际参数。

3 矿井设备的检测检验分析与探究

3.1 检验过程中故障分析与研究

矿井的提升设备在使用过程分为3种状态：正常、异常和故障。正常时，矿井提升设备可以安全的运行；异常时，说明设备运行己经恶化，应引起检修人员的注意，也是事故安全的临界点。若得不到及时的处理，就可能引发重大安全事故；故障时，若不能及时排除故障，对矿井的生产运行造成影响，甚至带来巨大的经济损失。因此，我们在检测检验的过程中，需要确定提升系统的故障类型，并建立相应的故障监控与诊断系统，尽可能排除故障，恢复安全生产。

在矿井提升机上已发生过的故障和事故是多种多样的，常见的可观因素有机械零部件损毁、主轴断裂、提升机的断绳、卷筒变形和开裂、制动调节故障等。

3.2 矿井提升设备检测中常见故障原因及建议

我们在分析矿井设备产生故障原因时，更多的希望减少安全事故的产生，降低企业的投资成本。在研究矿井设备故障时，提出以下几个观点：第一，系统的可靠性问题。矿井提升设备作为井上和井下的运输通道，负载较大，而且运行速度一般在6m/s左右，如果一旦出了问题，后果将非常严重。第二，产品的设计结构的可靠性。产品的结构直接影响事故发生的频率，如果产品的结构比较可靠，那么相应发生事故的次数相对较少。第三，矿井提升设备的安装质量。对矿井提升设备的安装时，如果没有按照相关标准要求安装或者不符合设计要求，可能在运行一段时间后就会出现各种问题，因此可以说，安装的不到位，就会为今后的安全生产埋下重大安全隐患。第四，违规操作。由于违规操作、调整不及时、超载提升、盲目生产、设备带伤运行等都会造成安全事故。

针对出现的问题，可采取的措施有：第一，利用安全标志的发放，实现对提升设备生产环节的管理；第二，制定矿用提升设备目录，实现对企业购买环节的管理；第三，利用检测检验，实现对提升设备安装、改造、维修环节的管理，矿用提升设备的安装、改造、维修也要对提升设备的安全性负责。第四，利用注册登记，实现对提升设备的有效监督、主动监管。第五，利用资质证书的发放，实现对提升设备相关机构及人员管理。

4 总结

本文主要针对矿井提升设备技术与检验进行分析，对其中产生安全事故的原因进行合理的探讨，尽量避免矿井在生产时发生安全事故，从源头上有效避免事故的安全隐患，提高技术人员的安全意识和自我防范意识，杜绝事故的发生。政府、企业主动负担起管理的职责，严格执行相关的法规标准；检验机构从技术和管理的角度共同对其进行监管，实现对矿井提升设备运行的全过程、全方位管理，确保矿井采矿的正常生产和职工生命安全。

参考文献：

[1]任子晖，陈军.提升机性能测试分析方法与仪器的研究[J].中国矿业大学学报，2001，30（5）：511-514.

[2]肖慧儒，杨清柏，何方金，等.时伟星.KJ型矿井提升机技术改造与更新换代现状和发展分析[J].矿山机械，2013，41（10）：4-9.

[3]黄孙灼，陈莲英，岳文选.钢绳质量指标探索[J].福州大学学报（自然科学版）.2011，29（3）：64-68.

作者简介：

程生楷 1987年3月男汉族 籍贯：重庆市江津区 职称：助理工程师

学历：本科 专业：矿山机电，研究方向：矿山机电设备检测检验endprint