礦用自動氣動擋車門的設置及應用

郭晉鵬，吳利學

（1.晉能集團荊寶煤業(yè)，山西 長治046200；2.晉能集團長治有限公司，山西 長治046000）

引言

《煤礦安全規(guī)程》第三百八十七條規(guī)定，傾斜井巷內使用串車提升時，必須遵守：在傾斜井巷內安設能夠將運行中斷繩、脫鉤的車輛阻止住的跑車防護裝置；在變坡點下方略大于1列車長度的地點，設置能夠防止未連掛的車輛繼續(xù)往下跑車的擋車欄；擋車裝置必須經(jīng)常關閉，放車時方準打開；兼作行駛人車的傾斜井巷，在提升人員時，傾斜井巷中的擋車裝置和跑車防護裝置必須是常開狀態(tài)并閉鎖。荊寶煤業(yè)井下軌道運輸系統(tǒng)彎多、坡多且傾角大，礦用自動氣動擋車門的強度、操控靈敏度、安全可靠性完全滿足現(xiàn)場實用要求[1]。

1 工作原理

斜巷軌道運輸中所安設的氣動擋車門處于常閉狀態(tài)，其打開或關閉由電控裝置和氣動執(zhí)行機構組成，具體電控原理如圖1所示。將擋車門自動控制與斜巷運輸絞車行車信號系統(tǒng)進行聯(lián)鎖，只有運輸絞車送電啟動，行車信號通電時自動氣動擋車門才起作用，加裝電磁閥的作用是防止絞車在運行中突然斷電時擋車門通過自重產(chǎn)生向下重心力而關門。光電開關的作用是當?shù)V車行駛到所監(jiān)測的位置時，電控系統(tǒng)中電磁閥和電磁換向閥接收到信號執(zhí)行動作，帶動氣缸伸出執(zhí)行擋車門打開，當?shù)V車經(jīng)過下一個光電開關所監(jiān)測的位置時，電控系統(tǒng)中電磁閥和電磁換向閥接收到信號執(zhí)行動作，帶動氣缸收縮執(zhí)行擋車門關閉，擋車門回復常閉狀態(tài)，具體的動作時間根據(jù)斜巷軌道運輸規(guī)定串車數(shù)量及運行速度進行設定[2]。為了確保擋車門在自動控制系統(tǒng)失效或有故障的情況下，不影響斜巷軌道運輸系統(tǒng)正常運輸，啟動擋車門配備手動控制裝置，將自動閥門關閉，打開設置的手動閥門，跟車工通過操控氣動手把控制擋車門的開、關。

圖1 自動氣動擋車門控制原理圖

2 自動氣動擋車門設置

自動氣動擋車門主要由擋車門、氣缸固定架、擋車固定架、氣缸、氣控箱、圓塑脂等零部件組成。兩端擋車固定架底座各用4根Φ20 mm，長2 000 mm的螺紋鋼筋錨桿固定（如圖2中4所示）。擋門鋼板上用螺絲固定圓塑脂作為緩沖裝置（如圖2中5所示），當出現(xiàn)跑車時礦車間接撞擊到擋門上，通過圓塑脂釋放碰撞力，起到緩沖作用。氣缸規(guī)格為125 mm×600 mm，在裝置安設在與軌道垂直時能單向打開到90°的位置，便于運輸列車順利通過，氣控壓力為0.1～0.8 MPa，與井下壓風管理系統(tǒng)供風風壓相匹配，直接連接即可。

圖2 氣動擋車門示意圖

氣動擋車門依靠氣控閥的不同換向來實現(xiàn)斜巷軌道運輸?shù)淖钃趸蚍判械V車。搬動氣控箱的控制閥，氣缸活塞桿在壓縮空氣力的作用下執(zhí)行伸出，同時帶動擋車門的臂桿、擋車門繞氣缸固定架的轉軸轉動90°，打開擋車門，放行礦車通過；當?shù)V車通過后，搬下氣控箱的控制閥，氣缸活塞桿在壓縮空氣力的作用下執(zhí)行收縮，同時帶動擋車門的臂桿、擋車門繞氣缸固定架的轉軸轉動90°，完成關閉擋車門，并使其處于常閉狀態(tài)。

擋車門安裝前全面檢查各零部件在運輸、保管過程中是否造成缺損，不得使用有缺損或不合格的零部件，尤其是轉軸、氣缸、氣管、氣控閥、傳感器，以及礦用阻燃信號電纜。

將氣缸固定支架通過地腳螺栓與巷道底板連接，調整核實位置并緊固牢靠，擋車門的轉軸裝入氣缸固定支架的銷孔內，注意在銷孔內預先放入一個直徑40 mm的鋼球，手動來回運轉一下，看是否靈活、卡阻，并涂抹一定量的黃油作為潤滑油及防銹油，完畢后用地腳螺栓固定擋車固定架。連接好氣缸前后的魚口與尾座，再把氣控箱固定在指定位置上，連接好高壓進氣管及氣缸進氣管，準備調試，如圖3所示。將光電傳感器在擋車門上下兩個位置安設好，信號線按要求連接至電源控制箱。

調試擋車門。調節(jié)氣控箱內的三聯(lián)件壓力，壓力不宜過高，先從0.1 MPa開始，慢慢升高，轉動氣控閥，試運行氣缸，能使擋車門順利開啟、關閉就行，轉動氣控閥，擋車門自動開啟，不操作時擋車門始終處于關閉阻車狀態(tài)；人為的模擬給光電傳感器信號，檢驗其自動控制的運轉及靈敏度。

3 應用效果

礦用自動氣動擋車門結構簡單，成本低，安裝、維修方便。以井下壓風系統(tǒng)氣體為動力源，就近接入壓風系統(tǒng)管路、抗干擾、安全可靠、靈敏度高、協(xié)調性好、操作省力、裝置結實[3]，經(jīng)現(xiàn)場試驗及實際斜巷軌道運輸中出現(xiàn)的溜車事故均能滿足礦車跑車撞擊要求，實現(xiàn)防跑車作用。

圖3 氣動擋車門實物圖

4 結語

礦用自動氣動擋車門是礦井斜巷軌道運輸過程中的一道必不可少的安全保護裝置，該裝置通過采用氣體動力實現(xiàn)擋車門的關閉和開啟，依靠氣動閥操作打開或關閉擋車門，通過光電傳感器接收信號，控制系統(tǒng)自動執(zhí)行操作，實現(xiàn)放行運輸?shù)V車或阻擋運輸?shù)V車的功能，安全可靠，低成本，尤其適用于頂板不好的礦井，從而為煤礦的運輸安全提供了有效保障，真正起到了安全防護作用。