[发明专利]立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置及评估方法

说明书

本发明公开了一种立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置及评估方法，针对事故现场缺乏刚性罐道提升容器失稳评估的迫切需求，采用倾角传感器、张力传感器、微位移传感器、位移传感器信息融合的方式，检测缓冲绳悬挂点张力、提升钢丝绳尾端张力、罐道对罐耳支撑力，分析提升容器在垂直和水平方向的受力，可以对提升容器垂直面和水平面的稳定状态进行评估，定性和定量分析提升钢丝绳是否失效、制动钳是否夹紧缓冲绳、刚性罐道与罐耳罐轮之间是否实际相互挤压，进而判断立井提升系统救援时制动钳和提升容器是否有松动和摆动风险，有效防止二次事故，保护受困人员和救援人员的生命安全，提高事故救援的安全性，具有重要的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置及评估方法。

背景技术

煤炭是我国的主导能源，而立井提升是煤炭生产的主导形式。立井提升系统担负着提升煤炭矸石、下放材料、升降人员和设备的重要任务，是煤矿井下与地面的连接枢纽。立井提升系统主要由提升机、钢丝绳、提升容器(箕斗和罐笼)、罐道等组成。提升机通过钢丝绳拖动提升容器沿着罐道在井筒中上提和下放。罐道是提升容器上行和下放的通道。由于严苛的承载需求、时变的运行环境、复杂的地质条件导致提升机、钢丝绳、提升容器、罐道和制动装置及安全保护装置易于发生故障，发生卡罐、过卷、蹲罐等恶性事故，如果救援不及时，造成重大的人员伤亡。当立井提升系统发生事故时，需要快速制定科学合理地救援方案，在保障人员的安全前提下，使救援人员快速到达现场，并防止发生二次事故。

目前，针对立井提升系统的救援，主要研究了救生通道和救援装置，尚缺少对事故现场的失稳评估研究。专利授权号为ZL 201320385546.4的矿井救援起重机、专利授权号为ZL 201320500310.0的紧急逃生救援系统和专利公开号为CN 201610074140.2的矿井垂直救援提升系统，研究了不同的救生通道来运载设备和人员。专利公开号为CN201320460112.6的矿井救援井孔声像探测装置可以建立地上救援人员和井下被困人员的双向音视频通讯。

当发生卡罐、过卷、蹲罐等事故时，提升容器可能会对罐道异常撞击而后停在罐道中，钢丝绳、提升容器和罐道可能会相应地损伤，导致此时提升容器在罐道中的位姿不可靠，难以判定此时提升容器的稳定状态。一旦提升容器发生松动或摆动，特别是救援时发生松动或摆动，将会造成二次事故，严重威胁受困人员和救援人员的生命安全。刚性罐道是当前立井提升系统的主要罐道形式之一。因而，研究一种能够及时准确评估刚性罐道提升容器失稳状态的评估装置及方法，对于提高事故救援的安全性、降低事故损失具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构简单，兼具可靠性和便捷性的立井提升系统刚性罐道容器失稳评估装置及评估方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置，包括缓冲绳倾角传感器、缓冲绳张力传感器、微位移传感器、钢丝绳张力传感器、位移传感器和监控台；所述缓冲绳倾角传感器设置在缓冲绳顶端且紧靠缓冲绳悬挂点，用于检测立井提升系统运行时缓冲绳在水平面上的方位角和竖直面上的倾斜角；所述缓冲绳张力传感器设置在缓冲绳顶端且紧靠缓冲绳倾角传感器下方，用于检测立井提升系统运行时缓冲绳的悬挂点张力；所述微位移传感器设置在罐耳的缓冲器上，用于检测立井提升系统运行时缓冲器的压缩位移；所述钢丝绳张力传感器设置在提升钢丝绳与提升容器的连接处，用于检测立井提升系统运行时提升钢丝绳的尾端张力；所述位移传感器设置在提升容器的顶部，用于检测立井提升系统运行时提升容器的顶部实时高度；所述缓冲绳倾角传感器、缓冲绳张力传感器、微位移传感器、钢丝绳张力传感器和位移传感器均连接至监控台，监控台根据读取到的传感器数据，评估并显示提升容器的稳定状态。