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礦用無極繩絞車安全保護裝置的設計及應用分析

文檔作者：王浩偉文檔來源：晉能控股煤業(yè)集團晉城煤炭事業(yè)部趙莊二號井		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月20日
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上一篇：礦用液壓支架油缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造

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礦用無極繩絞車安全保護裝置的設計及應用分析
王浩偉
（晉能控股煤業(yè)集團晉城煤炭事業(yè)部趙莊二號井， 山西長治046000）
摘要：針對礦井無極繩絞車在日常應用中易出現(xiàn)碰撞脫軌存在嚴重安全隱患的問題，設計了一種無極繩絞車防
撞安全保護裝置。該裝置具有語音提示功能，并對該裝置進行了安裝應用試驗。結(jié)果表明，應用該裝置可對碰撞隱
患進行提前預警并及時制動絞車，能更好地保障無極繩絞車的安全、穩(wěn)定運行。
關鍵詞：絞車安全保護裝置碰撞脫軌預警
中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A 文章編號：1003-773X（2022）11-0204-02
1 無極繩絞車使用概況
煤礦井下運輸作業(yè)中常常采用無極繩絞車裝置，
其工作原理是通過鋼絲繩進行引導，施加一個牽引力
產(chǎn)生動力，主要運用在煤礦長距離作業(yè)面特殊情況下
進行作業(yè)的。傳統(tǒng)煤礦井下作業(yè)通常是采用小型絞車
進行運輸作業(yè)，其弊端是工作效率不高、工人勞動強
度大等，然而，通過使用無極繩絞車進行替代后能夠
有效的對礦井下的所有裝置進行運輸，大大降低了工
人的勞動強度，提高了工作效率。當該類型的絞車在
煤礦井下進行作業(yè)的過程中，能夠發(fā)揮最大的工作優(yōu)
勢，然而在使用過程中，由于經(jīng)過道岔處時會與巷道
進行摩擦，最終將會導致鋼絲繩出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，嚴
重的情況下將會造成絞車出現(xiàn)重大的安全事故。
2 無極繩絞車運輸系統(tǒng)改進及優(yōu)化
無極繩絞車在煤礦井下進行，安裝時需要考慮到
在工作面處設立或者也可以通過進行混凝土安裝等
方式，若采用工作面巷道進行安裝該設備時，有可能會
出現(xiàn)安裝困難的現(xiàn)象，在這種情況下，需要對運輸設備
進行完善和優(yōu)化操作處理。
在面對綜采工作面進行作業(yè)的過程中，具有的特
點是作業(yè)速度高，對無極繩絞車的要求比較高，需要
進行不斷地安裝和拆卸工作，從而能夠有效地減小設
備出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，大大提高了工作的時間利用，在
進行安裝的過程中，可以先將絞車和平板車進行結(jié)
合，然后再通過將平板車和軌道進行連接進行。在整
個作業(yè)過程中，會出現(xiàn)很多問題，比如由于無極繩絞
車本身的質(zhì)量較大，而且所承載的符合高等情況，在
這種現(xiàn)象下，將會導致在進行齒輪之間的嚙合過程中
出現(xiàn)卡齒的現(xiàn)象，從而導致絞車不能夠順利進行，通
過對這些現(xiàn)象進行分析，應該對爬車緊繩進行后期的
維護和優(yōu)化處理。
為了能夠確保無極繩絞車在運輸?shù)倪^程中，車尾
輪能夠精準的在預定位置處進行裝配，使運輸車輛更
加方便地進行切眼作業(yè)，在整個作業(yè)的過程中，需要
將絞車的尾輪上進行處理操作，需要添加特殊的小尾
輪。但是當進行實際的操作過程中會發(fā)現(xiàn)，添加小尾
輪會經(jīng)常出現(xiàn)問題，這也導致絞車在運輸?shù)恼麄€環(huán)節(jié)
中處于最薄弱狀態(tài)。針對該現(xiàn)象在后期的優(yōu)化過程
中，需要對小尾輪尺寸進行改進，將直徑改為500
mm，對其小尾輪處的軸徑進行放大處理，此外，還需
要采用柱狀類型的雙軸承，從而能夠有效地解決該現(xiàn)
象產(chǎn)生。針對該煤礦井下進行作業(yè)后，應該注意的是
需要通過八字柱加壓柱的操作方式進行處理，然而采
用該方式的弊端是在進行大噸位運輸作業(yè)時造成齒
輪之間的施加負荷較大，出現(xiàn)脫輪的嚴重事故。為了
能夠確保在進行運輸?shù)倪^程中不會出現(xiàn)小尾輪無法
順利進行作業(yè)的情況，在針對該現(xiàn)象進行多次試驗以
后，最后選擇工字鋼地錨固定方式[1-2]。
3 無極繩絞車保護裝置的設計
如圖1 所示為絞車保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該設備
具有的優(yōu)勢是能夠有效地實現(xiàn)語音方面的提示特點。
在該設備的內(nèi)部設有相應的揚聲器裝置和紅外線發(fā)
射器，其相應的接收裝置設置在該設備的外表面上，
收稿日期：2022-03-14
作者簡介：王浩偉（1988—），男，山西高平人，本科，畢業(yè)于太原理工大學電氣工程及其自動化專業(yè)，助理工程師，研究方向為礦井供
電設計、智能化。
總第235 期
2022年第11 期
機械管理開發(fā)
Mechanical Management and Development
Total 235
No.11，2022
DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2022.11.087
1-1 主視圖1-2 俯視圖
1—機殼；2—安裝片；3—紅外線發(fā)射器；4—紅外接收器；
5—揚聲器；6—固定螺絲；7—散熱風扇；8—防塵散熱網(wǎng)；
9—散熱側(cè)板
圖1 無極繩絞車保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖
1 2
3 4 5
1 2
6
7
9 8
實踐與應用
2022年第11 期
在進行作業(yè)的過程中，會產(chǎn)生大量的熱，將會通過機
殼旁的散熱板將大量及時的散布到外面，并且在側(cè)殼
內(nèi)有相應的散熱風扇，能夠有效的將熱量散出去。
圖2 為異常情況監(jiān)測裝置的輸出端和信息化處
理模塊的輸入端結(jié)合，通過該種連接方式，將單片機
的輸入端和該輸出端相結(jié)合，語音功能裝置的輸入端
和該輸出端進行解決[3]。
通過對設備進行分析發(fā)現(xiàn)，機殼的頂部和底板都
會采用安裝片進行設立，在其內(nèi)部中需要增添相應的
螺紋用以對螺絲的連接，從而能夠?qū)⒃撛O備和絞車保
持良好的連接。在機殼的外表面會安裝有紅外線發(fā)
射裝置，能夠在進行作業(yè)的過程中對異常情況進行
監(jiān)測，從而能夠提高紅外線監(jiān)測效果。
通常情況下，散熱風扇的安裝位置需要注意的是
在其散熱側(cè)板上進行固定，這樣安裝的優(yōu)勢是能夠?qū)?
現(xiàn)防塵散熱網(wǎng)拆卸操作。在進行散熱風扇的安裝過程
中，應該采用三個等間距的方式進行設立，這樣的作
用是能夠有效地增加設備在進行作業(yè)的過程中對產(chǎn)
生的熱量實現(xiàn)及時散熱。紅外線發(fā)射器的端口需要采
用電性連接的方式進行，紅外線發(fā)射器的工作原理是
通過發(fā)射端發(fā)射紅外線，當紅外線監(jiān)測到異常情況
時，紅外線將會折射返回，最終會被設備的接收器接
收，處理器進行分析和處理后，確定周圍的異常情況
距離絞車的位置。
通過將該設備進行裝配時需要選用螺絲的方式
進行固定，當絞車進行作業(yè)的過程中，紅外線會通過
發(fā)射器進行產(chǎn)生，當遇到異常情況時，紅外線將會折
射返回，最終會被設備的接收器接收，處理器通過對
接收紅外線的時長來確定周圍的異常情況距離絞車
的位置。當測到的距離在預期范圍之外時會進行啟動
語音播報系統(tǒng)進行提示，從而能夠及時地降低絞車的
工作速度，避免發(fā)生意外事故。
1）在設備的兩邊裝有散熱裝置，能夠?qū)⒐ぷ鬟^程
中產(chǎn)生的熱及時散出，并且散熱板能夠大幅度將熱量
傳輸出去，從而大大降低了因工作熱量太大導致設備
出現(xiàn)故障。
2）在設備上裝有相應的異常情況探測裝置，及時
的將設備周圍的出現(xiàn)的故障進行探測，確保在絞車工
作的過程中不會出現(xiàn)安全事故。
4 實踐應用及效果分析
該煤礦屬于晉能集團，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每年的生
產(chǎn)值約為150萬t，該礦井主要的開采方式為主立副斜，
配備有4個井筒進行作業(yè)，工藝手段為綜采頂煤。
在該煤礦的C3號煤層安裝的無極繩絞車的型號
為SQ-120/132P 進行作業(yè)，通過一段時間的研究發(fā)
現(xiàn)，該絞車運行時出現(xiàn)過多次的異常情況，嚴重的情
況下出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。
該煤礦中絞車作業(yè)過程中，選擇的巷道底板坡度
為12°，長為703 m。能夠?qū)崿F(xiàn)采用該絞車將礦井中
的設備進行運輸作業(yè)。在進行運輸作業(yè)時，應該注意
的是需要通過保護裝置進行操作，確保能夠進行對設
備的運輸任務。絞車的保護裝置能夠大大提高絞車在
作業(yè)過程中的順利運行，避免出現(xiàn)故障，能夠?qū)χ車?
出現(xiàn)的額故障進行提前探測，提前針對異常情況進行
相應的調(diào)整。
5 結(jié)語
無極繩絞車作為煤礦行業(yè)中廣泛使用的設備，能
夠很好地適應坡度為8°以下的巷道作業(yè)，此外，還
可以在綜采工作面處進行投入使用。面對目前在膠帶
輸送機的普遍運行過程中，采用設備的質(zhì)量不斷增
加，這就使得無極繩絞車能夠體現(xiàn)出獨有的特點和優(yōu)
勢。為了能夠確保絞車在井下進行作業(yè)，應該從對絞
車的固定和綜合保護裝置設立等方面進行有效地完
善和優(yōu)化，確保無極繩絞車能夠在井下最大程度地發(fā)
揮其工作優(yōu)勢和特點。
參考文獻
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工，2020（3）：77-79.
（編輯：王慧芳）
圖2 無極繩絞車保護裝置工作原理模塊結(jié)構(gòu)示意圖
障礙監(jiān)測模塊
數(shù)據(jù)處理模塊
單片機
揚聲器語音提示模塊
（下轉(zhuǎn)第210 頁）
王浩偉：礦用無極繩絞車安全保護裝置的設計及應用分析 窯205窯
機械管理開發(fā)
jxglkfbjb@126.com 第37 卷
Simulation Analysis of Constant Deceleration and Braking System for Coal Mine Hoist
Guo Wenqiang
（Shanxi Xingxin Safety Production Technology Service Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030024）
Abstract: In order to further improve the transport efficiency and transport safety of the hoist in coal mine production, the liquid control
sub-system and electric control sub-system of the constant deceleration brake were completed in combination with the actual working
conditions of the hoist, and the control parameters of the PID controller in the constant deceleration brake system were optimally adjusted
based on the RBF network to ensure the safe and stable braking requirements under various working conditions of the hoist. The braking
effect of the designed constant deceleration brake system is simulated and analysed.The results show that the wire rope speed can complete
the braking according to the predetermined speed curve, with a relative error of only 9%, meeting the design requirements.
Key words: hoist; constant deceleration brake; PID controller; RBF network; safety
仿真分析可知：所設計的提升機恒減速制動系統(tǒng)可按
照預定曲線完成制動功能，而且理論速度和實際速度
的誤差控制在9%以內(nèi)，滿足小于15%的要求。
參考文獻
[1] 李娟娟，胡亮，孟國營，等. 礦井提升機恒減速制動系統(tǒng)故障仿真
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統(tǒng)研制[J].中國機械工程，2016，27（4）：475-478.
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研究[J].太原理工大學學報，2019，50（3）：357-363.
（編輯：王慧芳）
Design and Application of Belt Break Catching Device for a Belt Conveyors
Liu Huacheng
（Tashan Coal Mine, Jinneng Holding Coal Group, Datong Shanxi 037031）
Abstract: In view of the fact that when the belt conveyor is broken, the belt break protection device cannot protect the belt conveyor in
time, or there is a false protection phenomenon, which restricts the safe and stable operation of the belt conveyor, Tashan coal mine
installed a set of automatic delayed belt break catching device on the SSJ-800 type belt conveyor in 2301 lane of the third tray area. The
actual application effect shows that after the installation of the device on the belt conveyor, it reduces the phenomenon of belt-break
misoperation and improves the effect of belt-break protection of the conveyor, which has achieved significant application results.
Key words: belt conveyor; belt break protection; catching device; mistake action
（上接第207 頁）
Design and Application of Safety Protection Devices for Mining Induction Rope Winches
Wang Haowei
（Jincheng Coal Division, Jinneng Holding Coal Group, Changzhi Shanxi 046000）
Abstract: In view of the serious potential safety hazard of the colliding and derailing of the endless rope winch in the daily application of
the mine, a kind of anti-collision safety protection device for the endless rope winch is designed, which has the voice prompt function. The
installation and application tests of the device have been carried out, and good application results have been achieved. The device can give
early warning to the potential collision hazard and brake the winch in time, It can better ensure the safe and stable operation of the endless
rope winch.
Key words: winch; safety protection device; crash; derailment; early warning
（上接第205 頁）
Application of Joint Support Technology in End-Face Fractured Roofs
Yang Renli
（Shanxi Coking Coal Group Huozhou Coal and Electric Huokou Coal Company, Linfen Shanxi 041000）
Abstract: Aiming at the broken end face of 8809 working face, the end face distance reaches 1.7 m, which makes it difficult to move the
frame of the working face, and the initial bracing force and working resistance of the brace are not up to standard. Combined support
technology. Through the practical application effect, the joint support technology has effectively controlled the end face crushing
phenomenon, the end face distance is controlled below 0.5 m, and the initial support force and working resistance of hydraulic bracket is
increased to more than 96%, which has achieved significant application effect.
Key words: comprehensive mining face; end face crushing; crushing mechanism; joint support
（上接第203 頁）
窯210窯

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