1.一种立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：它包括锁罐脱罐装置(7)、顶板(17)、液压缸(8)、电磁比例溢流阀(16)、卷收器(9)、安全绳(10)、安全带(11)、位移传感器(13)、速度传感器(14)、钢丝绳张力传感器(2)和信号处理器(15)；所述锁罐脱罐装置(7)对称布置在罐笼(1)的两侧面上，所述顶板(17)设在罐笼(1)内的顶部，所述的液压缸(8)设在顶板(17)上，所述电磁比例溢流阀(16)连接在液压缸(8)上，所述卷收器(9)的缓冲带(9-1)上部与液压缸(8)的活塞杆相连，下部与安全绳(10)的一端连接，安全绳(10)的另一端与安全带(11)相连，所述位移传感器(13)、速度传感器(14)和信号处理器(15)安装在顶板(17)上，所述钢丝绳张力传感器(2)安装在主提升绳(3)的底部，所述位移传感器(13)、速度传感器(14)、钢丝绳张力传感器(2)、锁罐脱罐装置(7)和电磁比例溢流阀(16)分别与信号处理器(15)相连。

2.根据权利要求1所述的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：所述的锁罐脱罐装置(7)包括水平伸缩器(7-1)、长摆杆(7-2)、销轴(7-3)、以及多套沿上部罐笼(1-1)与下部罐笼(1-2)结合缝平行布置的斜向伸缩器(7-4)、半圆形卡槽(7-5)、滚动轴承(7-6)和支座(7-7)；所述半圆形卡槽(7-5)设在靠近上部罐笼(1-1)的下底边，半圆形卡槽(7-5)上设有向下倾斜的过渡弧；所述斜向伸缩器(7-4)的伸缩臂上设有可与半圆形卡槽(7-5)拼接成圆环的弧形块，所述销轴(7-3)安装在上部罐笼(1-1)上，且靠近半圆形卡槽(7-5)，所述长摆杆(7-2)安装在销轴(7-3)上，长摆杆(7-2)的另一端设有水平伸缩器(7-1)，所述支座(7-7)安装在靠近下部罐笼(1-2)的上顶边，支座(7-7)上安装有滚动轴承(7-6)，所述半圆形卡槽(7-5)、斜向伸缩器(7-4)的伸缩臂弧形块、滚动轴承(7-6)的外径相同。

3.根据权利要求1所述的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：所述的液压缸(8)、电磁比例溢流阀(16)和卷收器(9)成套安装，其数量与安装在顶板(17)下方的位置依据罐笼(1)中容纳矿工(12)的数量和站立的位置确定。

4.根据权利要求1所述的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：所述的卷收器(9)为摆锤式卷收器，摆锤式卷收器包括卷轴(9-2)、设在卷轴(9-2)端面上的平面涡卷弹簧(9-3)，卷轴(9-2)和平面涡卷弹簧(9-3)同轴安装，卷轴(9-2)上缠绕有缓冲带(9-1)，卷轴(9-2)的两端面设有棘轮，卷轴(9-2)的侧面沿竖直方向设有与棘轮相配合的棘爪(9-6)，棘爪(9-6)经摆杆(9-5)连接有加重摆锤(9-4)，加重摆锤(9-4)在惯性作用下向下摆动，带动摆杆(9-5)和棘爪(9-6)摆动，棘爪(9-6)卡住卷轴(9-2)的棘轮进行止锁。

5.根据权利要求1所述的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：所述的液压缸(8)为单作用缸，与液压缸(8)相连的电磁比例溢流阀(16)为内控内泄式溢流阀。

6.根据权利要求1所述的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护装置，其特征在于：所述的安全带(11)采用全身式安全带，全身式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(10)相连接。

7.一种使用权利要求1－6所述装置的立井提升机断绳坠罐事故脱罐式矿工安全保护方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将锁罐脱罐装置(7)安装在罐笼(1)的两侧面，下部罐笼(1-2)的滚动轴承(7-6)嵌入上部罐笼(1-1)的半圆形卡槽(7-5)中，斜向伸缩器(7-4)伸出，斜向伸缩器(7-4)的伸缩臂和半圆形卡槽(7-5)共同夹持滚动轴承(7-6)，使上部罐笼(1-1)与下部罐笼(1-2)紧密啮合，并锁在一起，以抵御罐笼(1)在工作过程中的水平和垂直方向的冲击；

b、将顶板(17)安装在罐笼(1)内壁上方，将液压缸(8)铰接安装在顶板(17)的下方，并与电磁比例溢流阀(16)相连接，将卷收器(9)的缓冲带(9-1)连接到液压缸(8)的活塞杆上，并将位移传感器(13)、速度传感器(14)和信号处理器(15)安装在顶板(17)的下方，将钢丝绳张力传感器(2)安装在主提升绳(3)的底端，经导线将位移传感器(13)、速度传感器(14)、钢丝绳张力传感器(2)、锁罐脱罐装置(7)和电磁比例溢流阀(16)与信号处理器(15)相连接；

c、矿工(12)穿戴好安全带(11)进入罐笼(1)内后，将矿工(12)背部的安全绳(10)连接到卷收器(9)下部尾端，随后按相应的液压缸(8)中轴线正下方站立，在卷收器(9)的平面涡卷弹簧(9-3)的卷收力作用下，缓冲带(9-1)、安全绳(10)、安全带(11)被收紧；

d、信号处理器(15)通过位移传感器(13)和速度传感器(14)分别采集罐笼(1)在井道中的高度H和运行速度V，通过钢丝绳张力传感器(2)检测主提升绳(3)的张力F；

e、罐笼(1)下放时，当检测到主提升绳(3)的张力F瞬时减少到几乎为零，则判定发生断绳坠罐事故，此时信号处理器(15)持续记录罐笼(1)的坠罐高度H′和坠罐速度V′；

当检测到罐笼(1)坠罐速度V′逐步减少，则判定为自主制停坠罐事故，罐笼(1)沿罐道绳(4)减速下滑，制动钳(5)和制动绳(6)开始制动，最终罐笼(1)在制动钳(5)和制动绳(6)的共同作用下制停，锁止在制动绳(6)上，在此过程中：罐笼(1)的制动减速度小，锁罐脱罐装置(7)不脱罐，卷收器(9)的加重摆锤(9-4)由于惯性向下摆动，带动摆杆(9-5)和棘爪(9-6)摆动，棘爪(9-6)卡住卷轴(9-2)的棘轮，使卷收器(9)处于锁止状态，缓冲带(9-1)不能继续从卷收器(9)抽出，低速下冲的矿工(12)在安全带(11)的作用下，安全绳(10)、缓冲带(9-1)拉动液压缸(8)活塞杆，这时由于液压缸(8)有杆腔油压达不到电磁比例溢流阀(16)的溢流压力，因而液压缸(8)活塞杆不会被拉出，从而使矿工(12)始终保持稳定的站立姿态，有效防止自主制停坠罐造成矿工的碰伤和摔伤；

当检测到罐笼(1)的坠罐速度V′逐步增大，则判定为不可自主制停坠罐事故，制动钳(5)和制动绳(6)设备因罐笼重量大和惯性冲击因素难以实施有效制停，此时罐笼(1)沿罐道绳(4)开始加速下滑，当判定罐笼(1)坠罐速度V′的增长趋势没有逆转，且超出罐笼可允许的极限下坠速度，即超出罐笼匀速段速度的1.5倍时，启动脱罐逃逸流程，在此过程中：信号处理器(15)依据此时罐笼(1)的坠罐速度V′和坠罐高度H′，参考矿工(12)安全缓冲最大减速度a，计算得出液压缸(8)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(12)的预设体重，s为液压缸(8)小腔的油压作用面积，

通过信号处理器(15)调定电磁比例溢流阀(16)的溢流油压，锁罐脱罐装置(7)启动脱罐，首先，斜向伸缩器(7-4)的伸缩臂收回，然后，水平伸缩器(7-1)的伸缩臂伸出，推动长摆杆(7-2)以销轴(7-3)为轴心摆动，进而推动滚动轴承(7-6)沿水平方向从半圆形卡槽(7-5)中脱出，并沿其过渡弧逐步脱离上部罐笼(1-1)，由于过渡弧向下倾斜，下部罐笼(1-2)的重力会自主加剧滚动轴承(7-6)沿过渡弧的脱离，促使多个滚动轴承(7-6)同步脱离，使上部罐笼(1-1)与下部罐笼(1-2)平稳脱离，下部罐笼(1-2)在自重的作用下,沿罐道绳(4)坠落到井底，上部罐笼(1-1)由于负重的极大减小，制动钳(5)和制动绳(6)能够提供充分的制动力，从而逐渐减速直到锁止在制动绳(6)上，同时卷收器(9)的加重摆锤(9-4)由于惯性向下摆动，带动摆杆(9-5)和棘爪(9-6)摆动，棘爪(9-6)卡住卷轴(9-2)的棘轮，使卷收器(9)处于锁止状态，缓冲带(9-1)不能继续从卷收器(9)抽出，矿工(12)在安全带(11)的作用下，安全绳(10)、缓冲带(9-1)拉动液压缸(8)活塞杆，此时液压缸(8)有杆腔油压超过电磁比例溢流阀(16)的溢流压力，开始背压泄油，液压缸(8)活塞杆在提供制动力的前提下缓速拉出，使液压缸(8)活塞杆沿缓冲带(9-1)、安全绳(10)、安全带(11)拉拽矿工(12)，既有对矿工(12)的制动力，又有缓冲距离，保证矿工(12)可靠悬挂在上部罐笼(1-1)的顶板(17)下方，从而有效降低脱罐制停过程对矿工(12)产生冲击，并将冲击载荷分散至矿工(12)的肩部、裆部，减少对矿工(12)胸腹腔脏器以及脊椎脆弱部位的冲击，有效保护矿工(12)的生命安全。