CN105217401A - 气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，包括顶板、液压缸、电磁比例溢流阀、气体发生剂气囊、卷收器、安全绳、安全带、位移传感器、速度传感器和信号处理器，顶板设置在罐笼内壁上方，液压缸和气体发生剂气囊设置在顶板下方，液压缸连接有电磁比例溢流阀，卷收器的缓冲带连接到液压缸的活塞杆上，卷收器下部连接有安全绳，安全绳的另一端连接到矿工穿戴的安全带上。该装置采用直接保护矿工的方式，利用离心离合器式卷收器在矿工上冲后回落时锁止缓冲带，利用气体发生剂气囊避免矿工在高速过卷上冲时头部冲击到罐笼内壁顶部，利用电液比例溢流阀控制液压缸小腔进行背压泄油来提供缓冲力，能够有效避免矿工在过卷事故发生时受到伤害。

Description

气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置及方法

技术领域

本发明涉及一种适用于煤矿立井提升机的过卷事故矿工安全保护装置及方法。

背景技术

煤炭是我国的主导能源，而立井提升是我国煤矿生产的主导形式。立井提升机担负提升煤炭矸石、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。作为一种在深井中运行的集机电液于一体的大型重载高速提升设备，严苛的承载需求、时变的运行环境、复杂的地质条件等不利因素导致提升机各构件易于发生故障，致使蹲罐、过卷等恶性事故时有发生，严重时会导致断绳坠罐重大恶性事故，对罐笼中矿工的生命安全构成重大威胁。

针对罐笼过卷事故的防护，目前主要采用承罐稳罐装置来降低罐笼过卷冲顶的减速度，以减弱罐笼的冲击，而缺乏对罐笼中矿工的直接保护。由于罐笼属于重型设备，其过卷过程，特别是立井提升机在减速段没有减速导致高速过卷时，其过卷减速度仍然较大。在低速过卷是，矿工首先有小幅度上冲然后回落罐笼底座，容易重心不稳，造成矿工碰撞到罐笼的金属侧壁或摔倒，导致矿工碰伤或摔伤。在高速过卷时，矿工在惯性的作用下，头部会快速冲击到罐笼的内壁顶部，然后在自重的作用下摔向罐笼底座，会对矿工的头部、胸腹腔脏器、脊椎等脆弱部位造成较大的伤害，甚至危及生命。而目前针对罐笼中矿工的直接保护装置的研究较少。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单，兼具可靠性和便捷性的立井提升机过卷事故矿工安全保护装置。

技术方案：本发明的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，包括顶板、液压缸、气体发生剂气囊、电磁比例溢流阀、卷收器、安全绳、安全带、位移传感器、速度传感器和信号处理器；所述顶板设置在罐笼内壁上方，所述液压缸、位移传感器、速度传感器、信号处理器、气体发生剂气囊和电磁比例溢流阀分别设置在顶板上，所述卷收器的上部与液压缸的活塞杆相连接，卷收器的下部与安全绳相连接，安全绳的另一端与穿戴在矿工身上的安全带相连接，所述位移传感器、速度传感器、电磁比例溢流阀和气体发生剂气囊的触发器分别与信号处理器相连接；所述的气体发生剂气囊在顶板下方矩阵式布置，矩阵的行数、列数和间距依据罐笼容纳矿工的数量和位置确定。

所述的液压缸、电磁比例溢流阀和卷收器成套安装，其数量和安装在顶板下方的位置依据罐笼容纳矿工的数量和站立的位置确定。

所述的卷收器为离心离合器式卷收器，离心离合器式卷收器包括卷轴、设在卷轴两侧的棘轮，所述卷轴上缠绕有缓冲带，卷轴上设有同轴安装的平面涡卷弹簧，卷轴的下方设有棘爪，棘爪上设有经滑动销固定的凸轮，凸轮上设有可沿棘爪的槽口移动的滑动销，平面涡卷弹簧的外侧设有离合器摆杆，离合器摆杆靠近卷轴外侧一端为加重端，另一端设有螺旋弹簧。

所述的液压缸为单作用缸，与液压缸相连的电磁比例溢流阀为内控内泄式溢流阀。

所述的安全带包括肩带和腿带，肩带和腿带之间连接有矿工用的腰带，肩带的背部经伸缩卡扣与安全绳相连接。

上述装置的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护方法，包括如下步骤：

a、将顶板固定在罐笼内壁上方，将液压缸、位移传感器、速度传感器、信号处理器、气体发生剂气囊和电磁比例溢流阀分别设置在顶板上，将液压缸连接电磁比例溢流阀，并将卷收器的缓冲带连接到液压缸的活塞杆上，再将位移传感器、速度传感器、电磁比例溢流阀和气体发生剂气囊的触发器连接到信号处理器；

b、矿工穿戴好安全带进入罐笼内后，将矿工背部的安全绳连接到卷收器下部尾端，随后按相应的液压缸中轴线正下方站立，在卷收器的平面涡卷弹簧的卷收力作用下，缓冲带、安全绳、安全带被收紧；

c、罐笼在上升或下放的运行过程中,信号处理器通过位移传感器和速度传感器分别实时采集罐笼位于井道中的高度H和运行速度V；

d、罐笼上提运行，当罐笼的高度H高于设定的停车点时，判定发生过卷事故，此时信号处理器记录此时的罐笼上提的过卷速度V′；

若过卷速度V′在罐笼减速末段的爬行速度范围0.1～0.5m/s内时，判定为低速过卷事故，罐笼沿罐道绳低速向上滑行，最终在立井提升机自身承罐稳罐装置的作用下制停，在此过程中：罐笼的制动减速度较低，气体发生剂气囊不触发，矿工首先在惯性的作用下有小幅度上冲，然后在自重的作用下重新回到罐笼底座上，卷收器首先有小幅卷收，然后快速向下拉动缓冲带，卷轴快速旋转，离合器摆杆的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆压缩螺旋弹簧，进而推动凸轮向外侧移动，此时凸轮通过滑动销沿槽口将棘爪拖近卷轴，直到棘爪卡入卷轴的棘轮，使卷收器处于锁止状态，缓冲带不能继续从卷收器抽出，低速下冲的矿工在安全带的作用下，安全绳、缓冲带拉动液压缸活塞杆，这时由于液压缸有杆腔油压达不到电磁比例溢流阀的溢流压力，因而液压缸活塞杆不会被拉出，从而使矿工回落时始终保持稳定的站立姿态，有效防止低速过卷造成矿工的碰伤和摔伤；

若过卷速度V′在罐笼减速末段的爬行速度范围0.5m/s内时，判定为高速过卷事故，罐笼沿罐道绳高速上冲，最终在立井提升机井道顶部有限的缓冲距离内急速制停，在此过程中：罐笼的制动减速度较大，信号处理器依据此时罐笼的过卷速度V′，参考矿工的安全缓冲最大减速度a，计算得出液压缸需要提供的制动油压P，即电磁比例溢流阀的溢流油压：

P＝m×a/s

其中：m为矿工的预设体重，s为液压缸有杆腔的油压作用面积，

通过信号处理器自动调定电磁比例溢流阀的溢流油压，信号处理器触发气体发生剂气囊，其自身充气装置通过热化学反应瞬时产生大量的氮气、水蒸汽等气体形成柱状气囊，呈矩阵式排列的柱状气囊相互挤压，最终在矿工上方、顶板下方生成长方体状气囊，矿工首先在惯性的作用下冲击到气囊上，随后在自重的作用下快速坠落，卷收器首先随矿工上冲时卷收，然后在快速向下拉动缓冲带，卷轴快速旋转，离合器摆杆的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆压缩螺旋弹簧，进而推动凸轮向外侧移动，此时凸轮通过滑动销沿槽口将棘爪拖近卷轴，直到棘爪卡入卷轴的棘轮，使卷收器处于锁止状态，缓冲带不能继续从卷收器抽出，低速下冲的矿工在安全带的作用下，安全绳、缓冲带拉动液压缸活塞杆，此时液压缸有杆腔油压超过电磁比例溢流阀的溢流压力，开始背压泄油，液压缸活塞杆在提供制动力的前提下缓速拉出，使液压缸活塞杆沿缓冲带、安全绳、安全带拉拽矿工，既有对矿工的制动力，又有缓冲距离，从而有效避免矿工因罐笼高速过卷诱发的急速制停而头部撞击到罐笼内壁顶部，又能有效降低回落过程对对矿工的冲击载荷，将冲击载荷分散至矿工的肩部、裆部，减少对矿工胸腹腔脏器以及脊椎等脆弱部位的冲击，从而有效保护矿工的生命安全。

有益效果：本发明采用直接保护的方式来避免过卷事故对矿工生命安全造成伤害，利用离心离合器式卷收器在矿工上冲后回落时锁止缓冲带，依靠安全绳和安全带保持矿工在低速过卷回落时保持相对稳定的站立姿态，利用气体发生剂气囊避免矿工在高速过卷上冲时头部冲击到罐笼内壁顶部，利用电液比例溢流阀控制液压缸小腔进行背压泄油来提供矿工在高速过卷回落过程中的缓冲力，将冲击载荷分散至矿工的肩部、裆部，从而能够有效避免矿工在过卷事故发生时受到伤害。该装置结构简单，兼具可靠性和便捷性，在本技术领域内具有广泛的实用性，经济效益明显。

附图说明

图1是本发明的装置结构组成轴测图。

图2是本发明的装置气体发生剂气囊触发示意图。

图3是本发明的离心离合器式卷收器工作原理示意图。

图4是本发明的气囊液压式缓冲原理示意图。

图中：1-主提升绳，2-罐道绳，3-安全绳，4-制动钳，5-液压缸，6-卷收器，6-1-缓冲带，6-2-离合器摆杆，6-3-螺旋弹簧，6-4-卷轴，6-5-平面涡卷弹簧，6-6-凸轮，6-7-滑动销，6-8-棘爪，7-安全绳，8-安全带，9-矿工，10-罐笼，11-位移传感器，12-速度传感器，13-信号处理器，14-气体发生剂气囊，15-电磁比例溢流阀，16-顶板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，主要由顶板16、液压缸5、气体发生剂气囊14、电磁比例溢流阀15、卷收器6、安全绳7、安全带8、位移传感器11、速度传感器12和信号处理器13构成；所述顶板16设置在罐笼10内壁上方，所述液压缸5、位移传感器11、速度传感器12、信号处理器13、气体发生剂气囊14和电磁比例溢流阀15分别设置在顶板16上，所述卷收器6的上部与液压缸5的活塞杆相连接，卷收器6的下部与安全绳7相连接，安全绳7的另一端与穿戴在矿工9身上的安全带8相连接，所述的安全带8包括肩带和腿带，肩带和腿带之间连接有矿工9用的腰带，肩带的背部经伸缩卡扣与安全绳7相连接。所述的液压缸5、电磁比例溢流阀15和卷收器6成套安装，其数量和安装在顶板16下方的位置依据罐笼10容纳矿工9的数量和站立的位置确定。所述的液压缸5为单作用缸，与液压缸9相连的电磁比例溢流阀15为内控内泄式溢流阀。所述的卷收器6为离心离合器式卷收器，离心离合器式卷收器包括卷轴6-4、设在卷轴6-4两侧的棘轮，所述卷轴6-4上缠绕有缓冲带6-1，卷轴6-4上设有同轴安装的平面涡卷弹簧6-5，卷轴6-4的下方设有棘爪6-8，棘爪6-8上设有经滑动销6-7固定的凸轮6-6，凸轮6-6上设有可沿棘爪6-8的槽口移动的滑动销6-7，平面涡卷弹簧6-5的外侧设有离合器摆杆6-2，离合器摆杆6-2靠近卷轴6-4外侧一端为加重端，另一端设有螺旋弹簧6-3。所述位移传感器11、速度传感器12、电磁比例溢流阀15和气体发生剂气囊14的触发器分别与信号处理器13相连接；所述的气体发生剂气囊14在顶板16下方矩阵式布置，矩阵的行数、列数和间距依据罐笼10容纳矿工9的数量和位置确定。

液压缸5、电磁比例溢流阀15和卷收器6成套安装，其数量和安装位置依据罐笼10中矿工9的数量和站立位置在顶板16下方灵活布置。卷收器6采用离心离合器式卷收器，其卷轴6-3依靠自身的平面涡卷弹簧提供卷收力，缓冲带6-1在未受矿工9拉动时卷收在液压缸5活塞杆下部，在受矿工9正常拉动时可以自由伸缩；其离合器杆6-2固定在卷轴6-3侧面，当缓冲带6-1快速拉动时，卷轴6-3快速顺时针旋转，离合器杆6-2的加重端在离心力作用向外摆动伸出，进而推动凸轮6-4向外侧移动，此时凸轮6-4通过滑动销将棘爪拖近卷轴6-3，直到棘爪卡入卷轴6-3的棘轮，从而使卷收器6处于锁止状态，缓冲带6-1不能被快速拉动。

液压缸5为单作用缸，小腔出油口连接电磁比例溢流阀15，初始情况活塞杆处于收缩状态，其小腔注满液压油，当活塞杆受拉时，信号处理器13调节电磁比例溢流阀15的溢流压力，调整液压缸5小腔的油压，使活塞杆可以背压泄油。气体发生剂气囊14采用气体发生剂式，在顶板16下方进行多点阵列式布置，当气体发生剂气囊14触发时，其自身充气装置通过热化学反应瞬时产生大量的氮、水蒸汽等气体，可以在矿工9上方、顶板16下方生成长方体状气囊。安全带8采用全身式安全带，融合安装在矿工9下井必备的腰带上，安全带8的背部安装有安全绳7。

本发明的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护方法，具体步骤如下：

a、将顶板16固定在罐笼10内壁上方，将液压缸5、位移传感器11、速度传感器12、信号处理器13、气体发生剂气囊14和电磁比例溢流阀15分别设置在顶板16上，将液压缸5连接电磁比例溢流阀15，并将卷收器6的缓冲带6-1连接到液压缸5的活塞杆上，再将位移传感器11、速度传感器12、电磁比例溢流阀15和气体发生剂气囊14的触发器连接到信号处理器13；

b、矿工9穿戴好安全带8进入罐笼10内后，将矿工9背部的安全绳7连接到卷收器6下部尾端，随后按相应的液压缸5中轴线正下方站立，在卷收器6的平面涡卷弹簧6-3的卷收力作用下，缓冲带6-1、安全绳7、安全带8安设定的预紧力收紧；

c、罐笼10在上升或下放的运行过程中,信号处理器13通过位移传感器11和速度传感器12分别实时采集罐笼10位于井道中的高度H和运行速度V；

d、罐笼10上提运行，当罐笼10的高度H高于设定的停车点时，判定发生过卷事故，此时信号处理器13记录此时的罐笼10上提的过卷速度V′；

e、发生过卷时，若过卷速度V′在罐笼10减速末段的爬行速度范围0.1～0.5m/s内时，则判定为低速过卷事故，罐笼10沿罐道绳2低速向上滑行，最终在立井提升机自身承罐稳罐装置的作用下制停，在此过程中：罐笼10的制动减速度较低，气体发生剂气囊14不触发，矿工9首先在惯性的作用下有小幅度上冲，然后在自重的作用下重新回到罐笼10底座上，卷收器6首先有小幅卷收，然后在快速向下拉动时锁止，液压缸5小腔油压达不到电磁比例溢流阀15的溢流压力，此时液压缸5、缓冲带6-1、卷收器6、安全绳7、安全带8和矿工9之间由于卷收器6的锁止而呈现锁止状态，安全绳7拉拽安全带8使矿工9回落时保持相对稳定的站立姿态。此时缓冲带6-1被快速向下拉动，卷轴6-4快速旋转，离合器摆杆6-2的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆6-2压缩螺旋弹簧6-3，进而推动凸轮6-6向外侧移动，此时凸轮6-6通过滑动销6-7沿槽口将棘爪6-8拖近卷轴6-4，直到棘爪6-6卡入卷轴6-4的棘轮，使卷收器6处于锁止状态，缓冲带6-1不能继续从卷收器6抽出，低速下冲的矿工9在安全带8的作用下，安全绳7、缓冲带6-1拉动液压缸5活塞杆，这时由于液压缸5有杆腔油压达不到电磁比例溢流阀15的溢流压力，因而液压缸5活塞杆不会被拉出，从而使矿工9回落时始终保持稳定的站立姿态，有效防止低速过卷造成矿工的碰伤和摔伤；

f、发生过卷时，若过卷速度V′在罐笼10减速末段的爬行速度范围0.5m/s内时，则判定为高速过卷事故，罐笼10沿罐道绳2高速上冲，最终在立井提升机井道顶部有限的缓冲距离内急速制停，在此过程中：罐笼10的制动减速度较大，信号处理器13依据此时罐笼10的过卷速度V′，参考矿工9的安全缓冲最大减速度a，计算得出液压缸5需要提供的制动油压P，即电磁比例溢流阀的溢流油压：

P＝m×a/s

其中：m为矿工9的预设体重，s为液压缸5有杆腔的油压作用面积，

通过信号处理器13自动调定电磁比例溢流阀15的溢流油压，信号处理器13触发气体发生剂气囊14，其自身充气装置通过热化学反应瞬时产生大量的氮气、水蒸汽等气体形成柱状气囊，呈矩阵式排列的柱状气囊相互挤压，最终在矿工9上方、顶板16下方生成长方体状气囊，矿工9首先在惯性的作用下冲击到气囊上，随后在自重的作用下快速坠落，卷收器6首先随矿工9上冲时卷收，然后在快速向下拉动时锁止，液压缸5、缓冲带6-1、卷收器6、安全绳7、安全带8和矿工9之间会因卷收器6的锁止而呈现锁止状态，缓冲带6-1拉拽液压缸5活塞杆，液压缸5小腔压力超过电磁比例溢流阀15的溢流压力开始背压泄油，液压缸5的活塞杆开始下降，此时矿工9在回落过程中依靠液压缸5提供的制动力，依托穿戴的安全带8，可以在安全的缓冲减速度a内逐步减速至停止，从而既能避免矿工9因高速过卷诱发的急速制停而头部撞击到罐笼10内壁顶部。此时缓冲带6-1被快速向下拉动，卷轴6-4快速旋转，离合器摆杆6-2的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆6-2压缩螺旋弹簧6-3，进而推动凸轮6-6向外侧移动，此时凸轮6-6通过滑动销6-7沿槽口将棘爪6-8拖近卷轴6-4，直到棘爪6-6卡入卷轴6-4的棘轮，使卷收器6处于锁止状态，缓冲带6-1不能继续从卷收器6抽出，低速下冲的矿工9在安全带8的作用下，安全绳7、缓冲带6-1拉动液压缸5活塞杆，此时液压缸5有杆腔油压超过电磁比例溢流阀15的溢流压力，开始背压泄油，液压缸5活塞杆在提供制动力的前提下缓速拉出，使液压缸5活塞杆沿缓冲带6-1、安全绳7、安全带8拉拽矿工9，既有对矿工9的制动力，又有缓冲距离，从而有效避免矿工9因罐笼10高速过卷诱发的急速制停而头部撞击到罐笼10内壁顶部，又能有效降低回落过程对对矿工9的冲击载荷，将冲击载荷分散至矿工9的肩部、裆部，减少对矿工9胸腹腔脏器以及脊椎等脆弱部位的冲击，从而有效保护矿工9的生命安全。

Claims (6)

1.一种气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，其特征在于：它包括顶板(16)、液压缸(5)、气体发生剂气囊(14)、电磁比例溢流阀(15)、卷收器(6)、安全绳(7)、安全带(8)、位移传感器(11)、速度传感器(12)和信号处理器(13)；所述顶板(16)设置在罐笼(10)内壁上方，所述液压缸(5)、位移传感器(11)、速度传感器(12)、信号处理器(13)、气体发生剂气囊(14)和电磁比例溢流阀(15)分别设置在顶板(16)上，所述卷收器(6)的上部与液压缸(5)的活塞杆相连接，卷收器(6)的下部与安全绳(7)相连接，安全绳(7)的另一端与穿戴在矿工(9)身上的安全带(8)相连接，所述位移传感器(11)、速度传感器(12)、电磁比例溢流阀(15)和气体发生剂气囊(14)的触发器分别与信号处理器(13)相连接；所述的气体发生剂气囊(14)在顶板(16)下方矩阵式布置，矩阵的行数、列数和间距依据罐笼(10)容纳矿工(9)的数量和位置确定。

2.根据权利要求1所述的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，其特征在于：所述的液压缸(5)、电磁比例溢流阀(15)和卷收器(6)成套安装，其数量和安装在顶板(16)下方的位置依据罐笼(10)容纳矿工(9)的数量和站立的位置确定。

3.根据权利要求1所述的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，其特征在于：所述的卷收器(6)为离心离合器式卷收器，离心离合器式卷收器包括卷轴(6-4)、设在卷轴(6-4)两侧的棘轮，所述卷轴(6-4)上缠绕有缓冲带(6-1)，卷轴(6-4)上设有同轴安装的平面涡卷弹簧(6-5)，卷轴(6-4)的下方设有棘爪(6-8)，棘爪(6-8)上设有经滑动销(6-7)固定的凸轮(6-6)，凸轮(6-6)上设有可沿棘爪(6-8)的槽口移动的滑动销(6-7)，平面涡卷弹簧(6-5)的外侧设有离合器摆杆(6-2)，离合器摆杆(6-2)靠近卷轴(6-4)外侧一端为加重端，另一端设有螺旋弹簧(6-3)。

4.根据权利要求1所述的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，其特征在于：所述的液压缸(5)为单作用缸，与液压缸(9)相连的电磁比例溢流阀(15)为内控内泄式溢流阀。

5.根据权利要求1所述的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护装置，其特征在于：所述的安全带(8)包括肩带和腿带，肩带和腿带之间连接有矿工(9)用的腰带，肩带的背部经伸缩卡扣与安全绳(7)相连接。

6.根据权利要求1所述装置的气囊液压式立井提升机过卷事故乘员安全保护方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将顶板(16)固定在罐笼(10)内壁上方，将液压缸(5)、位移传感器(11)、速度传感器(12)、信号处理器(13)、气体发生剂气囊(14)和电磁比例溢流阀(15)分别设置在顶板(16)上，将液压缸(5)连接电磁比例溢流阀(15)，并将卷收器(6)的缓冲带(6-1)连接到液压缸(5)的活塞杆上，再将位移传感器(11)、速度传感器(12)、电磁比例溢流阀(15)和气体发生剂气囊(14)的触发器连接到信号处理器(13)；

b、矿工(9)穿戴好安全带(8)进入罐笼(10)内后，将矿工(9)背部的安全绳(7)连接到卷收器(6)下部尾端，随后按相应的液压缸(5)中轴线正下方站立，在卷收器(6)的平面涡卷弹簧(6-3)的卷收力作用下，缓冲带(6-1)、安全绳(7)、安全带(8)被收紧；

c、罐笼(10)在上升或下放的运行过程中,信号处理器(13)通过位移传感器(11)和速度传感器(12)分别实时采集罐笼(10)位于井道中的高度H和运行速度V；

d、罐笼(10)上提运行，当罐笼(10)的高度H高于设定的停车点时，判定发生过卷事故，此时信号处理器(13)记录此时的罐笼(10)上提的过卷速度V′；

若过卷速度V′在罐笼(10)减速末段的爬行速度范围0.1～0.5m/s内时，判定为低速过卷事故，罐笼(10)沿罐道绳(2)低速向上滑行，最终在立井提升机自身承罐稳罐装置的作用下制停，在此过程中：罐笼(10)的制动减速度较低，气体发生剂气囊(14)不触发，矿工(9)首先在惯性的作用下有小幅度上冲，然后在自重的作用下重新回到罐笼(10)底座上，卷收器(6)首先有小幅卷收，然后快速向下拉动缓冲带(6-1)，卷轴(6-4)快速旋转，离合器摆杆(6-2)的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆(6-2)压缩螺旋弹簧(6-3)，进而推动凸轮(6-6)向外侧移动，此时凸轮(6-6)通过滑动销(6-7)沿槽口将棘爪(6-8)拖近卷轴(6-4)，直到棘爪(6-6)卡入卷轴(6-4)的棘轮，使卷收器(6)处于锁止状态，缓冲带(6-1)不能继续从卷收器(6)抽出，低速下冲的矿工(9)在安全带(8)的作用下，安全绳(7)、缓冲带(6-1)拉动液压缸(5)活塞杆，这时由于液压缸(5)有杆腔油压达不到电磁比例溢流阀(15)的溢流压力，因而液压缸(5)活塞杆不会被拉出，从而使矿工(9)回落时始终保持稳定的站立姿态，有效防止低速过卷造成矿工的碰伤和摔伤；

若过卷速度V′在罐笼(10)减速末段的爬行速度范围0.5m/s内时，判定为高速过卷事故，罐笼(10)沿罐道绳(2)高速上冲，最终在立井提升机井道顶部有限的缓冲距离内急速制停，在此过程中：罐笼(10)的制动减速度较大，信号处理器(13)依据此时罐笼(10)的过卷速度V′，参考矿工(9)的安全缓冲最大减速度a，计算得出液压缸(5)需要提供的制动油压P，即电磁比例溢流阀的溢流油压：

P＝m×a/s

其中：m为矿工(9)的预设体重，s为液压缸(5)有杆腔的油压作用面积，

通过信号处理器(13)自动调定电磁比例溢流阀(15)的溢流油压，信号处理器(13)触发气体发生剂气囊(14)，其自身充气装置通过热化学反应瞬时产生大量的氮气、水蒸汽等气体形成柱状气囊，呈矩阵式排列的柱状气囊相互挤压，最终在矿工(9)上方、顶板(16)下方生成长方体状气囊，矿工(9)首先在惯性的作用下冲击到气囊上，随后在自重的作用下快速坠落，卷收器(6)首先随矿工(9)上冲时卷收，然后在快速向下拉动缓冲带(6-1)，卷轴(6-4)快速旋转，离合器摆杆(6-2)的加重端在离心力作用向外摆动伸出，离合器摆杆(6-2)压缩螺旋弹簧(6-3)，进而推动凸轮(6-6)向外侧移动，此时凸轮(6-6)通过滑动销(6-7)沿槽口将棘爪(6-8)拖近卷轴(6-4)，直到棘爪(6-6)卡入卷轴(6-4)的棘轮，使卷收器(6)处于锁止状态，缓冲带(6-1)不能继续从卷收器(6)抽出，低速下冲的矿工(9)在安全带(8)的作用下，安全绳(7)、缓冲带(6-1)拉动液压缸(5)活塞杆，此时液压缸(5)有杆腔油压超过电磁比例溢流阀(15)的溢流压力，开始背压泄油，液压缸(5)活塞杆在提供制动力的前提下缓速拉出，使液压缸(5)活塞杆沿缓冲带(6-1)、安全绳(7)、安全带(8)拉拽矿工(9)，既有对矿工(9)的制动力，又有缓冲距离，从而有效避免矿工(9)因罐笼(10)高速过卷诱发的急速制停而头部撞击到罐笼(10)内壁顶部，又能有效降低回落过程对对矿工(9)的冲击载荷，将冲击载荷分散至矿工(9)的肩部、裆部，减少对矿工(9)胸腹腔脏器以及脊椎等脆弱部位的冲击，从而有效保护矿工(9)的生命安全。