摘要：在矿产生产系统中，矿井提升系统是不可缺少的，兼有运送工人、运送物料设备等重要功能，其通过制动系统，完成控制提升速度、停车制动以及调绳制动等任务。作为井下设备中的重要一部分，制动系统的性能直接影响到提升机运输物料的速度，因此，提升机制动系统故障对于井下多种工作的展开都会带来极大的影响，不仅降低井下生产效率，更会对工人的生命安全带来严重的威胁。鉴于此，文章针对矿用制动系统存在的问题进行了分析，并提出了具体的改进措施，以供参考。
关键词：提升机；制动系统；改进措施
1矿用提升机制动系统概述
矿井提升机是矿井联系井下和地面的主要运输设备。矿井提升机控制系统设在地面上，通过卷筒带动钢丝绳给提升机提供动力，用来运送矿产、材料或人员，一般分为立井和斜井两类。由于我国与世界发达国家的矿井相比，开采井型较小，提升高度较浅，井下的环境比较恶劣，所以提升机的设置必须满足井下要求。矿井提升机的制动机构是其重要的组成部分，它的作用是让提升机减速或停车，传统提升机制动的实现方法是需要提升机停车时，操作者按下停止按钮，通过继电器-接触器控制系统切断卷筒电机的电源，同时驱动液压系统对卷筒实现机械摩擦，实现制动。传统的制动主要是执行机构直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩，电动机的制动只用于提升机位置的锁定，也就是机械抱闸。如果把电动机的制动和卷筒的制动配合使用，那么就可以减小提升机在制动过程中的抖动，提高了停车位置的准确性。交流拖动装置通过调节附加电阻的阻值来调速，调速性能较好，同时附加电能的损失较大。可控硅拖动系统是目前比较先进的动力拖动系统，受电器元件的机械寿命和电气寿命以及控制线路的影响，提升机制动中不断出现状况，增加了维修的难度。
2提升机制动机构的作用
制动机构由执行机构和传动机构两部分组成，执行机构直接作用在制动轮或制动盘上产生制动力矩，传动机构用来控制并调节制动力矩。提升机在运送矿产、材料、设备、人员的过程中，制动机构不起作用，操作者手动控制提升机上升或下降，脚踩制动松开阀。当提升机减速时，制动机构参与刹车，慢慢使提升机减速，当到达指定位置需要停机时，闸住提升机的滚筒或摩擦轮，实现正常停车。由于摩擦到完全停止需要时间，一方面取决于摩擦力的大小，另一方面取决于操作者的经验。如果操作不当，提升机停止位置与实际要求位置有偏差。当提升机检修或更换钢丝绳、调绳的时候，也是需要将制动机构制动。传动机构包括减速器和联轴器，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。减速器的作用是：减速和传递动力。联轴器的作用主要是：用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。现在大部分提升机采用的是液压盘形闸制动器，其特点是：结构简单、力矩实现可以通过闸的副数实现大小调节，空闲时间短，效果较好。
3制动系统故障分析
（1）制动闸失效：可能是油压不足、有渗透点或者液压站电磁阀卡住等原因造成的，可以检查液压站和油管是否出现故障。（2）制动时间长制动距离大：闸间隙太大、油压低制动力不足或者超载、超速运行产生的。（3）制动力不足：闸间隙太大、闸盘上有油或污渍、弹簧疲劳以及闸瓦磨损等原因。
4制动系统的改进措施
针对矿井提升机在运行过程中容易出现的故障，提高其制动系统的可靠性，可对整个提升系统进行改进。
4.1增设手动卸压阀
在制动过程中出现回油路阻卡的原因通常情况下是电磁阀故障引起的，比如电磁换向阀无法断电、液压油液出现杂质导致电磁换向阀阀芯阻卡、液压油液失去原有润滑作用等原因，使制动油无法回油箱，从而使整个液压制动系统失灵，造成严重后果。因此，在液压站与盘型制动器之间增设手动卸压阀，作为人工操作的紧急制动装置，以保证电磁阀失效时能手动快速回油，使提升机安全制动。此外，也要增加冗余回油通道的可靠性，在安全制动的情况下实现双油路回油，同时做好应急的管理和保护措施。
4.2增加制动系统的监测装置
监测装置可分为下位机和上位机两大部分，其中下位机主要完成对矿井提升机制动过程中各种数据的采集、简单计算并将其存储、显示，上位机则是从下位机中读取数据，并对这些数据分析、处理。矿井提升机监测系统将制动中的闸间隙、油温、油压、制动正压力等数据作为监测对象，通过传感器获得各闸瓦的动态值、油路油温油压以及各闸制动正压力，进而对各种情况进行监测和判断，提高提升机制动系统运行的可靠性。
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4.3制动系统的安全可靠性设计
在制动系统中，安全可靠性设计不仅是一个整体的过程，而且也要对各部分可靠度预计和分配的过程进行分析。可靠度预计包含了制动系统从零部件一直到子系统的计算，这种计算的方式，要求工作人员凭借自身的经验以及故障数据分析进行计算。可靠度的分配主要是指从子系统到零部件的计算，需要注意对子系统中各个元部件的技术成本以及系统的维护和修理，并且要注意及时分析各个子系统的最佳可靠性指标。分配过程中要求及时分析系统的薄弱环节，比如在检测出薄弱部分时就要及时改进技术或者是更换有效的零部件，然后注意重新进行预计以及分配，这样可以将计算的过程汇总，逐渐趋近于可靠度的指标。如果出现了失效，应及时对子系统进行安全可靠性设计，各子系统安全可靠性预计和分配的方法与制动系统保持一致。传统的可靠度分配方法有等分配法、再分配法等，目前也经常使用模糊数学法。
4.4子系统的安全可靠性分析
子系统的安全可靠性会直接影响制动系统整体的可靠性，因此需要结合矿井提升机制动系统常见的故障进行分析，从而有效地寻找相关的技术需求，对于其中关键的部位进行仔细的分析。
4.4.1提高保护系统可靠度的方法
为了提高保护系统的可靠性，可以利用各种保护装置提高可靠度。比如利用弹簧疲劳保护、油压保护等。这些传感器信号分别或者是同时输入双PLC电控系统和综合厚被保护装置进行处理，能够及时地避免故障的扩大，不过目前很多保护措施无法及时预测故障。
4.4.2机械系统零部件失效的相关性
机械系统零部件的失效具有相关性，很多零部件处于共同的工作环境中，尤其是零部件的破损等会影响到制动系统的其他部分。假设将单个盘形制动器分成不同的失效零部件，就可以采用连乘计算的方式，如果零部件比较堵，其可靠度也越低。
4.4.3维修技术的可靠性
在故障分析的过程中，相关的技术和理论也在不断发展，因此选择有利的维修技术十分重要。从而有针对性的对系统进行检测。状态监测是维修技术中的关键步骤，不断分析可靠性的特点，用逻辑分析决策法等可以控制和分析影响的因素。可以采用技术培训等方式提高人的可靠性，从而保证维修技术的可靠性。
4.5提高操作人员安全意识
矿井提升机运行状况复杂多样，产生事故的原因也是多种多样。除了设备因素，人为因素也是产生事故的主要方面，操作人员的维护管理失误以及人为差错往往是造成重大安全事故的最主要原因。因此，想要提高提升机的安全运行，保证安全生产，加强矿井施工人员的安全意识也是十分必要的。例如，施工单位在实施工程前对施工人员进行统一的技能培训，安全意识教育，针对生产过程中可能发生问题的设计、制造、安装、检验、维修和操作管理等细节问题进行培训，并让施工人员熟知施工环境及以往故障常见原因，将由于人为因素造成的事故机率大大降低。
结束
语综上所述，在矿山生产中，提升机的安全运行关系整个企业的生产安全，更是施工人员人身安全的保障。保证提升机制动系统的可靠性，能有效地实现矿井相关环节机械设备、各类施工材料以及内部工作人员的升降工作，实现地下与地面的连接与材料运输。因此，应当对提升机的整体运行做好安全改进，提升系统的运行可靠性，并做好紧急预案处理，降低事故的发生率，保证事故发生后能在第一时间得到处理，降低人员和财产损失。
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论文作者:马耀鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
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