煤礦斜井絞車聯(lián)控自動阻車器的研制及應(yīng)用

資仕成

（湘煤集團黑金時代股份公司南陽礦業(yè)公司機電運輸部 湖南 耒陽 421805）

0 前言

煤礦生產(chǎn)中，礦井運輸事故時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，約占煤礦傷亡事故的13.5%，其中，斜巷跑車事故為這類多發(fā)性的事故之一。斜巷跑車事故不僅制約著煤礦的安全生產(chǎn)，而且直接影響到礦井的生產(chǎn)能力。為此，《煤礦安全規(guī)程》第三百七十規(guī)定：在傾斜井巷內(nèi)使用串車提升時，在上部平車場接近變坡點處必須安設(shè)能夠阻止未連鉤的車輛滑入斜巷的阻車器，阻車器必須經(jīng)常關(guān)閉，放車時方準(zhǔn)打開。

目前斜巷防跑車裝置種類較多，但根據(jù)其狀態(tài)可簡單分為常閉式擋車裝置和常開式擋車裝置兩大類。對防止斜巷提升跑車事故的發(fā)生起到了重要作用，但由于現(xiàn)有阻車器尚無統(tǒng)一的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)，大部分阻車器因本身設(shè)計上的缺陷，在使用中不同程度存在各種問題，給煤礦斜井提升帶來了嚴(yán)重的安全隱患，并由此引發(fā)的跑車事故較多。經(jīng)過反復(fù)的分析及試驗，研制了一種與絞車聯(lián)控的跑車閉鎖自動阻車器，能有效地防止未連鉤的車輛因各種意外滑入斜井而發(fā)生跑車事故。該自動阻車器已在本公司三個礦全面推廣使用，并已上報申請實用新型方面的專利。

1 現(xiàn)有阻車器存在的主要缺陷和改進的必要性

1.1 目前斜井提升上平車場普遍使用的阻車器均需要人工氣操作，其存在的主要缺陷

一是，由于人工操作難免存在誤操作，或因操作人員責(zé)任心不強，造成不及時操作等問題，由此而引發(fā)跑車事故；

二是，現(xiàn)有阻車器大多為非“常閉”結(jié)構(gòu)形式，不能做到無車輛通過時自動復(fù)位至關(guān)閉狀態(tài)，往往導(dǎo)致未連鉤車輛滑入斜井而造成跑車事故；

三是，大多數(shù)阻車器操作不方便，車輛通過時需要人員單獨操作，在井口把鉤人員配備不足的情況下，無法做到車輛通過的同時將阻車器打開，大多數(shù)情況下是先打開阻車器，再推車，有的甚至將阻車器長期打開，人為造成阻車器失效而引發(fā)跑車事故。

1.2 阻車器改進的必要性

現(xiàn)以南陽礦業(yè)公司為例說明：南陽礦業(yè)公司現(xiàn)有三對生產(chǎn)礦井，提升斜井多達20多條，大部分斜巷的上車場為平車場。為防止跑車事故的發(fā)生，公司在每個平車場均安裝了阻車器，公司從建礦30年來對阻車器不斷進行技術(shù)改進，但大多數(shù)主、暗主井上平車場的阻車器都是使用“手扳式”，有的提升軌道上山改為較為“先進”的“腳踏式”。這種“腳踏式”阻車器雖然減輕了操作者的勞動強度，同時解決了自動復(fù)位的問題，但由于煤礦對主、副提升斜井上平車場一般配置信號掛鉤工兩人，軌道上山提升上平車場一般只配信號掛鉤工一人。在這種人員配置不足的情況下，掛鉤工既要推礦車，又要操作阻車器，事實上很難做到，因此掛鉤工經(jīng)常將阻車器的阻車板“塞住”而使之失效。

據(jù)近十年統(tǒng)計，因阻車器的人為失效造成的跑車事故占總跑車事故的70%，不僅給企業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，也給礦工生命安全帶來嚴(yán)重的威脅。

事實上，我國大多數(shù)煤礦特別是南方中小型煤礦與南陽礦業(yè)公司的情況基本相似，因此，研制和推廣應(yīng)用高可靠性的實用新型阻車器十分必要。

2 絞車聯(lián)控自動阻車器的組成及原理

絞車聯(lián)控自動阻車器是基于克服傳統(tǒng)的“手扳式”和“腳踏式”阻車器存在車輛通過時依賴人的肢體接觸操作的缺陷，應(yīng)用人體分離原理而設(shè)計的。該阻車器的控制接入了提升絞車的電控系統(tǒng)，實現(xiàn)了與絞車運行的聯(lián)控互鎖。阻車器的打開與關(guān)閉由提升絞車行程自動控制，不需要人工操作，有效地防止了因阻車器人為失效造成跑車事故的發(fā)生。

2.1 自動阻車器的組成

2.1.1 機械部分組成。主要由與軌道相固定的機座、電力液壓推動器、轉(zhuǎn)軸、阻車擋、復(fù)位彈簧等部件組成。如下圖：

自動阻車器結(jié)構(gòu)原理示意圖

2.1.2 電控部分組成。主要由安裝在絞車深度指示器上的行程開關(guān)（或位置傳感器）、控制開關(guān)、液壓推動器電機和各種保護裝置組成。根據(jù)提升系統(tǒng)現(xiàn)場和設(shè)備配置等情況，可將阻車器控制接入絞車PLC控制系統(tǒng)進行編程控制，也可由安裝在絞車深度指示器的行程開關(guān)（或位置傳感器）進行定點控制，實現(xiàn)阻車器的自動控制。

2.2 工作原理

電力液壓推動器與阻車擋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)連接。當(dāng)絞車鋼絲繩大鉤與礦車連接好，井口信號工發(fā)開車信號后，啟動絞車，串車組在推車器或人的推力作用下第一個礦車到達阻車擋前 （電控部分設(shè)置的通車位置）時，電力液壓推動器自動通電，其活塞桿伸出推動阻車擋傾斜，阻車器處于通車位置。當(dāng)串車組中最后一個礦車通過了阻車擋（電控部分設(shè)置的阻車位置）時，電力液壓推動器自動斷電，阻車擋連同活塞桿在彈簧力的作用下自動復(fù)位到阻車位置。

3 絞車聯(lián)控自動阻車器的特點及功用

3.1 實現(xiàn)了開、閉的自動控制，提高了控制的準(zhǔn)確性和可靠性，避免了人工操作的居多缺陷。

3.2 阻車器僅在串車組通過時才處于打開狀態(tài)，其他時間均處于關(guān)閉狀態(tài)，實現(xiàn)了《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的“常閉”功能，消除了安全隱患。

3.3 結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，便于安裝，故障率低，維護管理方便。

3.4 減輕了工人的勞動強度，節(jié)省了人工。

4 應(yīng)用效果

該型阻車器已由本文作者設(shè)計，在公司領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和支持下，組織的項目組經(jīng)過近三年的研制和反復(fù)模擬試驗，獲得了成功。目前，該型阻車器已在南陽礦業(yè)公司所屬三個煤礦得到全面推廣應(yīng)用，應(yīng)用效果顯著。

4.1 杜絕了因阻車器失效造成的跑車事故。全公司跑車事故率下降了70%，年節(jié)約安全成本80萬元以上，提高了煤礦安全生產(chǎn)保障度。

4.2 全公司節(jié)省了井口把鉤信號工20人，年節(jié)約工資及其他費用約80萬元。

4.3 現(xiàn)場使用人員普遍反應(yīng)該型阻車器性能可靠，不需要人工操作，減輕了勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率，具有很強實用性。

5 給論

5.1 煤礦提升系統(tǒng)斜巷實現(xiàn)操作自動化對煤礦本質(zhì)安全性的創(chuàng)建具有十分重要的意義。

5.2 絞車聯(lián)控自動阻車器的研制成功為煤礦斜井提升操作實現(xiàn)跑車閉鎖自動化提供了新的思路。

5.3 現(xiàn)場實驗表明，跑車閉鎖自動阻車器可在全國各煤礦推廣應(yīng)用，必將產(chǎn)生極大的安全、經(jīng)濟、社會效益。

［1］國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.國家煤礦安全監(jiān)督管理局.煤炭安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

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［3］李衛(wèi)東.ZJF-127/B型斜巷防跑車裝置在煤礦的應(yīng)用[J].中國科技信息,2011(07):106.

［4］楊杰.基于PLC的礦井斜巷運輸自動控制阻車裝置[J].煤礦機電,2011(01):105-106.