煤礦架空乘人裝置防護(hù)設(shè)施的設(shè)計與應(yīng)用分析

楊光 王朝

摘要：在煤礦開采中為了實現(xiàn)長距離持續(xù)運(yùn)輸采礦人員的需求，煤礦架空乘人裝置便成為了重要的運(yùn)輸設(shè)施。雖然該設(shè)備具有高效、安全以及易操作等顯著特點。但是受煤礦作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜及不確定性，在架空乘人裝置的實際安裝期間，常常會出現(xiàn)脫輪、打滑等問題，這對生產(chǎn)人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此必須根據(jù)采礦現(xiàn)場實際情況對裝置進(jìn)行優(yōu)化改造，使用有效的保護(hù)裝置，保證乘人安全裝置順利運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：架空乘人裝置；防護(hù)設(shè)施；設(shè)計；應(yīng)用

引言

架空乘人裝置可以在軌道巷、帶式輸送機(jī)巷或其他巷道內(nèi)設(shè)置，是一種高效的運(yùn)人系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，且能實現(xiàn)連續(xù)提升。晉煤古書院煤礦井下現(xiàn)有架空乘人裝置兩部，由于安裝地點均屬于變坡點較多、且運(yùn)距較長，因此原設(shè)備配套的各類保護(hù)裝置很難確保架空乘人裝置的安全運(yùn)行，在運(yùn)行期間嘗多次出現(xiàn)鋼絲繩脫輪，人員乘座高峰期間運(yùn)力下降導(dǎo)致打滑等現(xiàn)象。

一、煤礦架空乘人裝置原理

煤礦架空乘人裝置主要由驅(qū)動部分、線路部分、尾輪部分、張緊部分及電控系統(tǒng)組成，由于該裝置的實際應(yīng)用價值突出，目前在新型煤礦開采井下應(yīng)用的非常普遍。煤礦架空乘人裝置工作原理：主要由礦用電動機(jī)、減速機(jī)來帶動摩擦輪以構(gòu)成驅(qū)動裝置，在電動機(jī)與減速機(jī)之間往往加裝了電動閘，在摩擦輪上則設(shè)置了液壓制動閘，傳動設(shè)備架空后，能夠作為無極變速循環(huán)運(yùn)行鋼絲繩的牽引與承載，將懸掛與牽引繩上的乘人吊椅架空在機(jī)頭端與機(jī)尾端，從而完成地面到地下、地下到地面的人員運(yùn)輸任務(wù)，鋼絲繩常常用耐磨彈性襯墊托輪支撐于沿途的架空裝置上。架空乘人裝置運(yùn)行原理：主要在巷道的尾部位置配有動力驅(qū)動裝置、上下車站，而在巷道的尾部則設(shè)有上下車站、尾輪以及重錘式張緊裝置，在沿途設(shè)置了托壓繩輪，在上述部位中穿插了一根性能高的鋼絲繩，使得裝置形成一個完整封閉的運(yùn)輸線路。乘人器主要為礦井生產(chǎn)人員乘坐用，借助上方的抱索器中的襯墊同鋼絲繩的摩擦與鋼絲緊緊抱牢，載送人員從起點直至終點。架空乘人裝置運(yùn)送過程：系統(tǒng)運(yùn)行過程，乘坐人員在驅(qū)動部附近從乘人器存放架上將乘人器取下，然后將抱索放在啟動軌，乘坐于吊椅上，左手握椅桿并收腳，右手則按自動按鈕，乘人器如果在軌道的上方，則可以自行下滑，依賴抱索器襯墊同鋼絲繩摩擦運(yùn)行至尾部下車，到達(dá)指定的位置后，先將腳落地，然后下吊車，并將乘人器從啟動軌取下，放置于存放架上。架空乘人裝置的電控系統(tǒng)具體由調(diào)速、控制及信號保護(hù)三部分組成，使用先進(jìn)PLC控制的電控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)短路保護(hù)、電機(jī)失壓保護(hù)以及過載保護(hù)等，同時遇到緊急情況還可以沿途緊急停車，為人員提供安全保護(hù)。電控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)無人職守停車控制，開車、停車依據(jù)設(shè)定程序進(jìn)行自動控制，同時還具有線路語音通訊聯(lián)絡(luò)功能。使用中文人機(jī)界面，還可以實施顯示裝置的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行速度，顯示相應(yīng)的故障文字，這方便維修人員對設(shè)備的維護(hù)及維修。

二、架空乘人裝置掉道分析

架空乘人裝置可以縮短員工上下班的路途時間，減輕員工上下井的體能消耗。但是在運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會發(fā)生鋼絲繩脫離托（壓）繩輪不在軌道上運(yùn)行的現(xiàn)象，俗稱鋼絲繩掉道。分析鋼絲繩掉道的原因有：（1）鋼絲繩插接處不標(biāo)準(zhǔn)。架空送人裝置的鋼絲繩在安裝插接后，由于工藝不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致繩芯軟硬不一，在運(yùn)轉(zhuǎn)時碰到托繩輪會產(chǎn)生跳動，跳動幅度過大時，就會導(dǎo)致鋼絲繩掉道、脫輪。（2）托繩輪高低不一致。煤礦井下的架空送人裝置一般在坡度巷道內(nèi)安裝運(yùn)行，在安裝過程中，由于巷道成型的原因，導(dǎo)致有些托繩輪并不在一條水平線上，當(dāng)鋼絲繩運(yùn)行至過低的托繩輪處時，鋼絲繩本身由于不接觸托繩輪，進(jìn)而導(dǎo)致脫輪、掉道。（3）托繩輪位置不正。由于架空送人裝置基本上屬于長時間，不間斷運(yùn)行，由于檢修時間少或檢修不到位，因此會出現(xiàn)極個別托繩輪安裝位置發(fā)生偏斜，鋼絲繩運(yùn)行至位置較偏的托繩輪時，由于接觸面積發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致脫輪、掉道。（4）托繩輪輪襯磨損嚴(yán)重。由于便用時間超期，部分托繩輪輪襯磨損嚴(yán)重，當(dāng)鋼絲繩運(yùn)行至此時，有可能發(fā)生偏離近而形成掉道、脫輪。（5）抱索器或者乘人吊椅損壞。當(dāng)抱索器或者乘人吊椅損壞時，由于吊椅的重心發(fā)生偏移，導(dǎo)致鋼絲繩運(yùn)行軌跡發(fā)生偏差，近而形成掉道、脫輪。

三、煤礦架空乘人裝置防護(hù)設(shè)施的設(shè)計及應(yīng)用

（一）改進(jìn)抱索器

普通固定抱索器主要采取蝶形彈簧產(chǎn)生預(yù)緊力，最大使用坡度可達(dá)到45°，但是普通的抱緊器僅僅依靠一個直徑為16mm的聚氨脂棒用來夾緊鋼絲繩，聚氨脂棒易壓壞或老化，依據(jù)實際測量與分析，可將原先固定于鋼絲繩上的抱索器的長度縮小15mm，以滿足鋼絲繩在驅(qū)動輪與尾輪初曲率半徑需求，最大程度保證鋼絲繩安全運(yùn)行。

（二）尾輪處加裝保護(hù)裝置

架空送人裝置正常運(yùn)行期間，鋼絲繩在尾輪處是沿著尾輪的繩槽進(jìn)行沿轉(zhuǎn)，在鋼絲繩受外力或張緊力下降時往往會出現(xiàn)突然抖動現(xiàn)象，由于尾輪下方?jīng)]有能防止鋼絲繩脫繩的防護(hù)裝置，因此極易出現(xiàn)脫繩事故，通過現(xiàn)場分析，在尾輪附近加工并安裝了一套能防止鋼絲繩在尾輪處脫繩的保護(hù)裝置，確保架空送人裝置的安全運(yùn)行。

（三）在單輪上方加裝機(jī)械保護(hù)裝置

架空乘人裝置在空載運(yùn)行過程中，鋼絲繩在單輪的上方能夠平穩(wěn)渡過，然而如果座椅上乘坐人員，人員的輕微抖動也會使得鋼絲繩在運(yùn)行期間會出現(xiàn)抖動的情況，這就會導(dǎo)致鋼絲繩從單輪上方位置脫出繩槽，因此可以根據(jù)實際測量，在單托繩輪的位置可以安裝防脫繩機(jī)械保護(hù)裝置，以避免運(yùn)行鋼絲繩運(yùn)行期間出現(xiàn)劇烈抖動的情況。

（四）在機(jī)尾張緊導(dǎo)向輪位置增加雙向調(diào)控行程開關(guān)

鋼絲繩不間斷的、無規(guī)律性延伸性是保證架空乘人裝置安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為此，通過在機(jī)尾張緊導(dǎo)向輪處增設(shè)雙向調(diào)控行程開關(guān)，完善了鋼絲繩松繩的機(jī)械保護(hù)裝置，確保了鋼絲繩運(yùn)行期間松緊適度并可控。

結(jié)論

為了提升架空乘人裝置鋼絲繩的安全系數(shù)，必須改進(jìn)防脫繩保護(hù)及安全防護(hù)設(shè)施，。減少了在運(yùn)行期間因抖動而脫單輪、過變坡點時掉雙輪、鋼絲繩跳動脫壓繩輪的現(xiàn)象，更有利于架空送人裝置的安全運(yùn)行，同時由于設(shè)計了特殊的乘人座椅，能滿足特定條件下人員需平躺的要求，更有利于裝置的高效、安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

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