1461

выключателей ВМ и 10–11 блока БИ-2 выключателей ДКПУ-22 снимается и они соединяются с контактом обходного переключателя ПО1.5 или ПО1.6, служащим для возврата соответствующего датчика в исходное состояние после ликвидации переподъема или снятия напряжения питания с датчика.

Рис. 14.8. Схема подключения концевого выключателя переподъема ДКПУ-22

При срабатывании бесконтактных датчиков, установленных на копре, источник магнитного поля одного или даже нескольких магнитов может выходить из зоны срабатывания датчика, что позволяет возвратить этот датчик в исходное состояние до ликвидации переподъема. Поэтому при несработавшем дублирующем (индикаторном) датчике переподъема и возвращении обходного переключателя в нулевое (среднее) положение до выхода подъемного сосуда из зоны переподъемавозможно движениемашины всторону дальнейшего переподъема.

Учитывая изложенное, в инструкции для машиниста подъема следует запретить включение машины после переподъема, если обходной переключатель возвращен в нулевое (среднее) положение, а не находится в положении, соответствующем ликвидации переподъема. Обходной переключатель должен возвращаться в нулевое (среднее) положение только после выхода подъемного сосуда из зоны переподъема.

14.3.7. Наладка и испытание защиты

Монтаж бесконтактных выключателей должен выполняться в полном соответствии с инструкциями заводов-изготовителей. Подключение датчиков к станциям для исключения взаимного влияния различных электрических цепей производится отдельными четырехжильными бронированными кабелями.

Правильно смонтированные исправные бесконтактные выключатели не требуют наладки электрических параметров схемы. Для надежной их работы необходимо правильно отрегулировать взаимное положение датчиков и воздействующих на них элементов (магнитов, экранов).

391

При наладке защиты от переподъема и периодических ее проверках в период эксплуатации необходимо проверить:

–надежность крепления и состояние концевых выключателей и датчиков переподъема;

–надежность крепления и состояние элементов, воздействующих на концевые выключатели и датчики (нажимные устройства, магниты и т.п.);

–величину минимального и максимального зазора между датчиком (концевым выключателем) и воздействующим на него элементом;

–состояние соединений зажимов и соединительных кабелей;

–состояниеконтактовконцевых выключателейирелеаппаратовзащиты;

–исправность работы защиты при переподъеме сосудов;

–исправность работы блокировки, позволяющей включать двигатель после переподъема только в сторону ликвидации переподъема.

Регулируя положение концевых выключателей, следует иметь в виду, что концевые выключатели, установленные в машинном зале (на указателе глубины или аппарате задания и контроля хода), не учитывают величины растяжения канатов под действием концевой нагрузки. Поэтому сначала необходимо отрегулировать концевые выключатели, установленные на копре. Высота переподъема, контролируемая этими выключателями, не должна превышать 0,5 м. Затем отрегулировать концевые выключатели на указателе глубины (аппарате задания и контроля хода) при переподъеме порожних сосудов. Величина переподъема, контролируемая этими выключателями, в этом случае должна быть не более 0,5 м. При подъеме груженых сосудов величина переподъема, контролируемая концевыми выключателями указателя глубины (аппарата задания и контроля хода), будет несколько меньше вследствие вытяжки каната.

На подъемных установках, на которых наблюдается большая (0,5 м и более) разность длины каната при порожнем и груженом подъемном сосуде (например, на глубоких стволах), может оказаться, что при подъеме груженого сосуда будут происходить ложные срабатывания концевых выключателей переподъема, установленных на указателе глубины (аппарате задания и контроля хода). В этом случае отстроиться от ложных срабатываний не удается, так как окажется завышенным путь переподъема, контролируемый этими выключателями при подъеме порожнего сосуда, что является недопустимым. В таких случаях следует устанавливать дублирующие концевые выключатели не на указателе глубины (аппарате задания и контроля хода), а на копре на одном уровне с основными при питании их отдельными кабелями, если схема концевого выключателя не имеет контроля исправности цепей.

Перед испытанием защиты от переподъема необходимо убедиться в исправной работе тормозной системы подъемной машины.

392

Для проверки правильности регулировки концевых выключателей и исправности их работы производится искусственный переподъем каждого подъемного сосуда. Подъемные сосуды при этом должны быть порожними.

Проверку должны выполнять два человека, один из них управляет машиной, а другой при помощи кнопок или ключа проверки производит шунтирование выключателя, дублирующего проверяемый. Для проверки работы каждого концевого выключателя производится наезд на испытываемый выключатель со скоростью 0,1–0,2 м/с. При этомпроверяетсякак срабатываниевыключателя, так и путь, проходимый подъемным сосудом от нормального верхнего положения до момента срабатывания концевого выключателя. На барабане подъемной машины должен быть отмечен путь, который может пройти машина до срабатывания концевого выключателя при проверке (не более 0,5 м). Если на этом пути выключатель не сработал, то дальнейший переподъем необходимо прекратить, сосуды возвратить в исходное (нормальное) положение и принять меры к устранениюнеисправности илирегулировкеконцевого выключателя.

14.4. Защита от провисания струны и напуска каната

14.4.1. Требования к защите

Каждая подъемная установка, за исключением установок со шкивами трения, должна быть оборудована защитой от провисания струны и напуска каната. На наклонных подъемных установках, где по технологии работы подъема предусматривается ослабление каната (например, одноконцевые грузовые подъемы), защита от напуска каната выполняется в виде конструкции, контролирующей ослабление и провисание витков каната на барабане подъемной машины, и устанавливается под барабаном. В этом случае она не реагирует на ослабление каната, а предотвращает значительный напуск его.

Исполнительные контакты этой защиты (контакты РПК1 и РПК2 на рис 14.2–14.4) включаются в цепь защиты и сигнализации подъемной установки. При срабатывании защиты от провисания струны каната должен подаваться звуковой сигнал машинисту подъема.

На установках с большой длиной струны каната, где при нормальной работе наблюдается значительное колебание каната, исполнительные реле защиты могут иметь выдержку времени не более 0,8 с. Эта выдержка времени необходима для отстройки от ложных срабатываний защиты.

Для включения машины после срабатывания защиты ее контакт в цепи катушки контактора предохранительного тормоза (цепи защиты) должен шунтироваться одним из контактов обходного переключателя ПО1 (см. рис. 14.2–14.6), и одновременно другим контактом этого переключателя должна размыкаться цепь катушки реверсора соответствующего направления движения (см. рис. 11.5, 11.6), чем обеспечивается блокировка, предотвращающая движение машины в сторону дальнейшего напуска каната.

393

14.4.2.Устройства защиты

Вустройствах защиты от провисания струны и напуска каната могут использоваться различные способы контроля натяжения каната. Ослабление каната можно определить:

–по провисанию струны каната от подъемной машины до копрового

шкива;

–по изменению нагрузки на копровые шкивы;

–поизменению положения прицепногоустройстванаподъемномсосуде;

–по сравнению перемещения подъемной машины и подъемного сосуда. Наибольшая вероятность «зависания» и, как следствие, провисание

струны и напуск каната происходят в верхнем конечном положении разгружающегося подъемного сосуда. При этом после начала движения на спуск «зависшего» подъемного сосуда происходит значительное увеличение неуравновешенности системы. В этих случаях после срабатывания защиты от провисания струны каната за время срабатывания предохранительного тормоза происходят, как правило, остановка и обратное вращение барабана подъемной машины под действием поднимающегося сосуда. Это значительно уменьшает конечную величину напуска каната, которая при правильной установке и наладке защиты оказывается недостаточной для обрыва каната после внезапного освобождения «зависшего» сосуда.

Поэтому наибольшее распространение получили устройства защиты, реагирующие на провисание струны каната от подъемной машины до копрового шкива. Недостатком таких устройств считается ограниченность их действия по глубине ствола, так как такая защита надежно срабатывает при застревании подъемного сосуда на глубине до 300–400 м. Следует отметить, что при движении и «застревании» подъемного сосуда в стволе, когда он движется уже с большой скоростью, любая (даже самая совершенная) защита не в состоянии предотвратить значительный напуск каната, величина которого в этом случае определяется величиной тормозного пути предохранительного торможения за вычетом пути торможения «застрявшего» сосуда.

Устройства, контролирующие провисание струны каната, по конструкции могут быть самыми разными. Принцип их работы заключается в том, что при провисании струны канат приводит в действие устройство защиты (концевой выключатель, контактное устройство, реле) либо механическим переключением контактов выключателя, либо благодаря электрическому контакту между канатом и подканатной конструкцией. Работа устройств, работающих по принципу непосредственного электрического контакта между канатом и подканатной конструкцией, является менее надежной, так как из-за загрязнения (и обмерзания зимой) каната увеличивается вероятность отказа защиты.

394

Известны различные конструкции защиты от провисания струны каната. Это и конечные выключатели, установленные у канатного проема в здании подъемной машины, на которые воздействует канат при провисании струны через различные подканатные конструкции (тросы, подвижные жесткие конструкции), и конечные выключатели, установленные на копре, на которые воздействует при ослаблении каната груз через ролик, оттягивающий канат на участке от шкива к подъемному сосуду. Наиболее распространенными являются конструкции, установленные под канатом на стене в здании подъемной машины так, чтобы при провисании канат воздействовал на подканатную конструкцию (трубу, тросик) и вызывал срабатывание защиты.

Одним из вариантов такой конструкции (рис. 14.9) является устройство, состоящее из двух опорных изоляторов 2, укрепленных на стене в здании подъемной машины по бокам канатного проема. На них крепятся пружинные звенья 13 и контактные устройства 6, выполненные из троллейного провода. В качестве пружинных звеньев используются отрезки стального каната Ø16 мм и длиной 250 мм, один конец которого закрепляется на изоляторе, а другой запрессован во втулке 7, служащей для закрепления штанги 11. Штанга изготавливается из трубы диаметром 12–16 мм и длиной, достаточной для закрепления ее болтами во втулках 7.

Рис. 14.9. Устройство защиты от провисания струны и напуска каната: 1 – планка; 2 – опорный изолятор; 3 – кронштейн; 4 – хомут крепежный; 5 – планка изоляционная; 6 – контактное устройство; 7 – втулка; 8 – изоляционная прокладка; 9 – контактная площадка; 10 – тяга для проверки защиты; 11 – штанга; 12 – провод соединительный; 13 – пружинное звено; а, в – подключение в электрическую схему защиты (см. рис. 14.6)

395

На штанге 11 в местах электрического контакта с троллями контактного устройства 6 устанавливаются контактные площадки 9 шириной 60–80 мм из оцинкованного железа или медной полосы, которые изолируются от штанги лакотканью или другой изолирующей прокладкой 8 и соединяются между собой медным проводом 12, проложенным внутри трубы (штанги).

Пружинные звенья прижимают штангу к отрезкам троллей контактного устройства, которые в точках «а» и «в» подключаются в схему контроля провисания струны каната (рис. 14.10). Напряжение питания схемы 12 В. В качестве исполнительных реле применяется реле РЭВ-811 с катушками на 12 В (1600 витков, провод ПЭВ Ø 0,6 мм).

Рис. 14.10. Схема защиты от провисания струны и напуска каната

Вместо реле РЭВ-811 в этой схеме могут использоваться реле РЭН-18 (с катушкой на 24 В). При этом для создания выдержки времени при отключении параллельно катушке реле подключается цепь конденсатора 200 мкФ 50 В и переменного резистора 47 кОм.

При провисании струны канат ложится на штангу и своим весом отжимает ее от контактных устройств (троллей), разрывает цепь реле РПК, которое с выдержкой времени разрывает цепь защиты подъемной машины. Такая схема обладает полным самоконтролем, так как при нарушении цепи, снятии напряжения или других неисправностях схемы реле РПК обесточивается и разрывает цепь защиты.

При использовании в качестве подканатной конструкции тросика, связанного с механическим выключателем, конструкцию и схему защиты необходимо строитьтаким образом, чтобыобеспечивалсяееполный самоконтроль.

396

14.4.3. Наладка и испытание защиты

Приналадкезащитыиеепериодическихосмотрахнеобходимопроверить:

–надежность крепления и состояние датчиков ослабления каната;

–состояние соединений зажимов и соединительных кабелей;

–состояние исполнительных реле и их контактов;

–исправность работы защиты;

–исправность сигнализации о срабатывании защиты.

Для надежной работы защиты, реагирующей на провисание струны каната, подканатная конструкция должна устанавливаться на возможно меньшем удалении от каната. При этом допускается кратковременное касание подканатной конструкции при колебаниях каната. Выдержку времени исполнительных реле защиты необходимо устанавливать минимально возможной (не более 0,8 с), обеспечивающей отстройку защиты от ложных срабатываний при колебаниях каната.

При наладке защит, реагирующих на изменение нагрузки копровых шкивов или изменение положения элементов прицепного устройства подъемного сосуда, следует обратить особое внимание на то, что на установках, где в конечных положениях наблюдаются технологические ослабления каната (при посадке сосуда на кулаки, посадочные брусья, у опрокидных подъемных сосудов), возникает необходимость блокирования (шунтирования) защиты в конечных положениях подъемных сосудов. Шунтирование защиты в этом случае осуществляется на небольшом участке пути (не более 0,5 м) конечным выключателем, срабатывающим от воздействия подъемного сосуда, находящегося в данный момент в верхнем положении.

Как и перед проверкой других защит, до начала проверки защиты от напускаканатанеобходимоубедитьсявисправностиработытормознойсистемы.

Во время проверки защиты от напуска каната не должны вестись никакие работы на подъемной установке и в стволе.

Проверку действия защиты от провисания струны и напуска каната производят созданием искусственного напуска каната. Для этого подъемный сосуд устанавливается на вымостку из балок или посадочные кулаки на нулевой площадке или удерживается вспомогательной лебедкой. Затем подъемная машина включается в направлении спуска зафиксированного сосуда, и со скоростью 0,5 м/с создается напуск каната до срабатывания защиты.

После затормаживания машины предохранительным тормозом измеряется величина напуска каната. Эта величина должна быть по возможности минимальной (0,8–1,2 м), что достигается установкой минимально возможного расстояния между канатом и подканатной конструкцией и минимально возможной выдержкой времени исполнительного реле защиты.

397

При наладке защиты необходимо также убедиться, что создав искусственный напуск каната большой величины (2–3 м), канат надежно воздействует на подканатную конструкцию при любой величине напуска. В случае, если при напуске канат будет ложиться на ограждение канатного проема в стене здания и отходить от подканатной конструкции при какой-то величине напуска, необходимо опустить ограждение канатного проема до величины, обеспечивающей нормальное воздействие каната на подканатную конструкцию как при малых, так и при значительных напусках.

В ООО «Региональный канатный центр» серийно выпускается аппаратура контроля натяжения канатов шахтной подъемной установки «Тулым» [39], обеспечивающая защиту от напуска каната в стволе и защиту от зависания сосудов в разгрузочных кривых. Аппаратура «Тулым» осуществляет постоянный контроль двух подъемных канатов путем измерения деформаций несущих балок металлического копра у копровых шкивов, наиболее чувствительных к натяжению канатов, и дополнительно обеспечивает контроль степени загрузки и разгрузки подъемных сосудов. При уменьшении натяжения каната опускаемого сосуда до установленного предела срабатывает исполнительное реле, разрывающее цепь питания реле предохранительного торможения подъемной установки и вызывающее наложение предохранительного тормоза. Управление исполнительным реле запрета пуска машины происходит в том случае, когда подается сигнал на пуск машины при неполной разгрузке сосуда.

14.5. Защита от превышения скорости

14.5.1. Требования к защите

Для обеспечения безопасной эксплуатации шахтных подъемных установок каждая действующая подъемная установка с проектной скоростью движения более 3 м/с и вновь проектируемая – свыше 2 м/с должна быть оборудована ограничителем скорости, вызывающим включение предохранительного тормоза подъемной машины в случае:

–превышения в период разгона и равномерного хода скорости на 15 %;

–превышения в период замедления скорости защитной тахограммы, величина которой в каждой точке пути замедления определяется из условий предотвращения жесткой посадки и аварийного переподъема сосудов;

–подхода сосуда к верхней и нижней приемным площадкам, а также к жестким направляющим при канатной армировке ствола и переходу с лобовых на боковые направляющие со скоростью более 1 м/с при спуске-подъеме людей и 1,5 м/с – при спуске-подъеме груза.

Остальные подъемные установки должны быть оснащены аппаратами, вызывающими включение предохранительного тормоза в случае превышения скорости равномерного хода на 15 %.

398

Выполнение требований, предъявляемых к защите от превышения скорости, обеспечивается правильным расчетом и наладкой ограничителя скорости с учетом условий эксплуатации подъемной установки. Для каждой подъемной установки рассчитываются критическая, защитная и рабочая тахограммы (диаграммы скорости), которые представляют собой зависимость допустимой скорости движения подъемной машины от расстояния между точкой, где в данный момент находится подъемный сосуд, до крайнего его положения.

По расчетной защитной тахограмме должен быть настроен ограничитель скорости. Расчет тахограмм выполняется при пуске подъемной установки в эксплуатацию и при каждом изменении режима работы установки в процессе эксплуатации (концевой нагрузки, скорости движения, длины пути свободного переподъема и т.п.).

14.5.2. Общие положения при расчете тахограмм подъемной установки

Расчет критической, защитной и рабочей тахограмм выполняется по приведенной методике, разработанной на основании многолетнего опыта наладки и эксплуатации ограничителей скорости шахтных подъемных установок с учетом требований правил безопасности [6, 25] и «Методики расчета критической, защитной и рабочей тахограмм шахтных подъемных устано-

вок» [18].

По сравнению с существующими в настоящее время методиками данная методика имеет следующие существенные отличия:

1.Для всех технологических схем подъемных установок критическая тахограмма определяется из условия остановки подъемного сосуда при предохранительном торможении в точке конечной рабочей остановки.

2.Методика предусматривает определение допустимой скорости подхода подъемного сосуда к концевым выключателям переподъема из условия обеспечения защиты от аварийного переподъема (для случаев фактической малой высоты переподъема).

3.При расчете защитной тахограммы для всех технологических схем подъемных установок обязательно предусматривается контролируемый путь «дотягивания» с учетом величины пути, не защищаемого ограничителем скорости от жесткой посадки.

При расчете тахограмм принимаются следующие условия и упрощающие допущения, не приводящие к снижению безопасности эксплуатации подъемных установок:

1.Процесс предохранительного торможения рассматривается не с момента разрыва цепи защиты, а с момента возникновения скорости, соответст-

399

вующей уставке срабатывания ограничителя скорости. При этом учитывается время срабатывания ограничителя скорости.

2.При расчете тахограмм принимаются не фактические величины замедлений при предохранительном торможении и времен и срабатывания ограничителя и тормоза, а предельно допустимые правилами безопасности [6, 25].

Это связано с тем, что тормозной путь, проходимый подъемными сосудами в процессе предохранительного торможения, зависит от коэффициента трения колодок, КПД тормозной системы, величины груза в подъемном сосуде и других факторов, которые могут изменяться в процессе эксплуатации.

3.Для определения фактических величин времени срабатывания тор-

моза tср, приращения скорости V за время срабатывания тормоза, ускорения свободного выбега асв и среднего замедления a’пт при предохранительном торможении осциллографируется (для обеспечения точности определения не менее 3 раз) процесс предохранительного торможения при спуске номинального груза и движении подъемного сосуда в нижней части ствола с допускаемой правилами безопасности [6, 25] скоростью подхода на данной установке

(рис. 14.11).

Рис. 14.11. Осциллограмма спуска расчетного груза:

1 – ток в катушке контактора предохранительного тормоза (ТП); 2 – линия, соединяющая точку начала снижения скорости и точку остановки машины, 3 – касательная к линии увеличения скорости; 4 – скорость подъемной машины; 5 – касательная к линии снижения скорости (параллельная линии 2); tос – время срабатывания ограничителя скорости; t'ср – расчетное время срабатывания тормоза; tз – время замедления машины под действием тормоза

Это обусловлено тем, что при предохранительном торможении на малой скорости движения машины время нарастания тормозного усилия до

400