大傾角煤礦架空乘人裝置的安全管理探析

尤國俊 史 強(qiáng)

（新疆焦煤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊830025）

實(shí)現(xiàn)人員的高效快捷運(yùn)輸是煤礦機(jī)械化發(fā)展的一種趨勢，對(duì)于減輕礦工的體力消耗，減少上下班途中時(shí)間、提高出勤人員勞動(dòng)工效及礦井的安全生產(chǎn)有著重要的意義，架空乘人裝置作為煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備，其安全可靠、人員上下方便、隨到隨行、動(dòng)力消耗小、操作簡單、便于維護(hù)、工作人員少和運(yùn)送效率高等特點(diǎn)，被煤礦廣泛的使用；但是在煤礦大傾角巷道中安裝使用架空乘人裝置，使用過程中存在很多難點(diǎn)，容易出現(xiàn)一些安全問題，甚至出現(xiàn)安全事故；本礦井加強(qiáng)大傾角架空乘人裝置現(xiàn)場使用管理，及完善技術(shù)和管理措施，有力的保障了大傾角架空乘人裝置安全運(yùn)行。

1 架空乘人裝置使用環(huán)境及現(xiàn)狀

1.1 架空乘人裝置使用環(huán)境

1.1.1 使用場所：煤礦井下有煤塵及爆炸性氣體的環(huán)境中。

1.1.2 使用溫度：周圍空氣溫度最高溫度：+40℃；最低溫度：-40℃：最大日溫差：25K。

1.1.3 海拔高度：大于2000m。

1.1.4 環(huán)境濕度：月平均相對(duì)濕度不大于90%；日平均相對(duì)濕度不大于95%。

1.2 架空乘人裝置使用現(xiàn)狀

架空乘人裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，為 單 輪驅(qū)動(dòng)，架空安裝、機(jī)尾迂回輪及張緊裝置均采用架空安裝，驅(qū)動(dòng)輪通過摩擦傳動(dòng)架空線路上支托在托（壓）索輪上的無極鋼絲繩，由鋼絲繩帶動(dòng)吊椅在驅(qū)動(dòng)輪和尾輪之間作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。其中鋼絲繩通過尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，以維持鋼絲繩在托輪間的繞度和張力。本礦二采區(qū)猴車道全長450 米，巷道平均寬度3.8 米，巷道斷面為半圓拱形，墻高1.8 米，拱高1.2 米，平均傾角24.5°。礦井通過嚴(yán)格的方案論證和設(shè)備選型設(shè)計(jì)，并對(duì)國內(nèi)具備生產(chǎn)該型產(chǎn)品的廠家進(jìn)行實(shí)地考察，選用的是RJY45-35/1700(A)型固定式抱索器架空乘人裝置。該架空乘人裝置減速器設(shè)置有油溫檢測裝置，具有換油提醒功能；有驅(qū)動(dòng)輪主軸斷裂保護(hù)措施；距驅(qū)動(dòng)裝置3 米處、尾輪2 米處安裝有機(jī)頭、機(jī)尾越位保護(hù)；機(jī)頭位置安裝有鋼絲繩欠速、超速保護(hù)；尾輪配重處安裝張緊力下降保護(hù)；猴車道沿線全程安裝緊急停車保護(hù)，每50 米安裝一組拉線急停開關(guān)；變坡點(diǎn)處安裝掉繩停車保護(hù)；各上下人地點(diǎn)裝備有通信信號(hào)裝置；驅(qū)動(dòng)輪及尾輪入繩口安全防護(hù)裝置；制動(dòng)器動(dòng)作失效保護(hù)減速機(jī)溫度保護(hù)；及剛安裝的鋼絲繩在線監(jiān)測裝置。

2 大傾角架空乘人裝置使用過程中存在的主要安全隱患分析

2.1 乘車點(diǎn)在斜巷上

我礦井架空乘人裝置在斜巷上有三個(gè)乘車點(diǎn)，其中中間有兩個(gè)乘車點(diǎn)和機(jī)尾一個(gè)乘車點(diǎn)；由于猴車道的開掘形成時(shí)期早于架空乘人裝置安裝設(shè)計(jì)，受巷道條件限制，本礦井架空乘人裝置的機(jī)尾部分安裝在距猴車道底約10 米的斜巷中，不符合“架空乘人裝置的機(jī)尾部分應(yīng)安裝在平巷段”的要求；由于巷道坡度較陡，當(dāng)人員在斜巷乘車點(diǎn)下車時(shí)，有向前的沖力，易造成人員摔倒，存在一定的安全隱患，給安全管理帶來壓力。

2.2 鋼絲繩中部斷繩時(shí)的斷繩保護(hù)

二采區(qū)猴車道巷道坡度在24.5°，角度大，如果在中間發(fā)生斷繩事故，鋼絲繩失去張力而產(chǎn)生下山側(cè)快速飛車或上山側(cè)急速打滑時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重人員安全事故，由于受當(dāng)時(shí)的架空乘人裝置技術(shù)的局限性，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到當(dāng)架空乘人裝置鋼絲繩中部斷繩時(shí)，架空乘人裝置的保護(hù)措施。

2.3 鋼絲繩銹蝕隱患分析

因礦井巷道為大傾角，每班瓦檢員班中檢查瓦斯時(shí)需要乘坐架空乘人裝置，造成架空乘人裝置開機(jī)時(shí)間長；而巷道空氣潮濕，易造成鋼絲繩磨損銹蝕；鋼絲繩銹蝕磨損后，由于固定座椅抱索器與鋼絲繩固定點(diǎn)長時(shí)間受力，很容易造成該處鋼絲繩斷絲。

3 保障大傾角架空乘人裝置安全運(yùn)行的對(duì)策

3.1 乘車點(diǎn)改造

對(duì)現(xiàn)場各乘車點(diǎn)進(jìn)行改造，中間兩個(gè)乘車點(diǎn)位置做平臺(tái)并進(jìn)行防滑處理，平臺(tái)以下位置安設(shè)扶手，當(dāng)人員向下摔倒時(shí)，可以快速抓住扶手防止受傷。機(jī)尾乘車點(diǎn)現(xiàn)場實(shí)地勘查，將二采區(qū)猴車道機(jī)尾平坡段向前延伸20 米，架空乘人裝置機(jī)尾向下延伸到平坡段，機(jī)尾上下車車場設(shè)在平坡段，防止人員上下車摔倒，降低其安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 架空乘人裝置中部段礦井設(shè)計(jì)加裝設(shè)斷繩保護(hù)

架空乘人裝置廠家設(shè)計(jì)時(shí)只有機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)有斷繩保護(hù)，但是大傾角架空乘人裝置中間斷繩后，鋼絲繩瞬間快速飛起滑落，容易傷人；礦井自己設(shè)計(jì)驗(yàn)證后，在中部每隔100 米加設(shè)一組斷繩捕捉器，當(dāng)出現(xiàn)斷繩時(shí)，瞬間捕捉鋼絲繩，防止飛起傷人，有效的防止傷亡事故的發(fā)生，為礦井架空乘人裝置設(shè)備管理提供有力的安全保障。

3.3 鋼絲繩防止斷絲舉措

3.3.1 礦井對(duì)每次鋼絲繩斷絲原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩斷絲位置都在座椅抱索器固定鋼絲繩處，架空乘人裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，座椅經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輪時(shí)瞬間甩動(dòng)，人員上下車及乘車過程中，抱索器給鋼絲繩施加擠壓力，容易造成鋼絲繩斷絲；針對(duì)這一現(xiàn)象，礦井修改管理規(guī)定，要求每月把座椅抱索器移動(dòng)1 米，防止鋼絲繩長時(shí)間受力造成斷絲。

3.3.2 礦井在架空乘人裝置使用后根據(jù)需要自行加裝鋼絲繩在線監(jiān)測裝置，該裝置可在電控操作臺(tái)上記錄和顯示相關(guān)檢測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測鋼絲繩運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)鋼絲繩斷絲達(dá)到10%，自動(dòng)停機(jī)報(bào)警提醒用戶更換鋼絲繩，若用戶不更換鋼絲繩，則開不了機(jī)。

設(shè)計(jì)要求：

a.主要技術(shù)參數(shù)：

傳感器工作靈敏度：≥1.5V/mT

最大采樣速率：時(shí)域8000 次/S，空域2048 次/M

系統(tǒng)工作電壓：需防爆環(huán)境AC127V±10%50Hz、非防爆環(huán)境AC220V±10%；

系統(tǒng)額定功率：＜350W

損傷定位準(zhǔn)確率：≥98%

損傷當(dāng)量不確定度（P）：±1%

鋼絲繩震擺幅限值：≤10mm

準(zhǔn)確度：限損傷實(shí)時(shí)檢出率：100% （損傷量值達(dá)到鋼絲繩有效金屬截面積的10%以上）

嚴(yán)重?fù)p傷實(shí)時(shí)檢出率：100% （損傷量值達(dá)到鋼絲繩有效金屬截面積的8%～10%）

偏重?fù)p傷實(shí)時(shí)檢出率：100%（損傷量值達(dá)到鋼絲繩有效金屬截面積的6%～8%）

中度損傷實(shí)時(shí)檢出率：＞98% （損傷量值達(dá)到鋼絲繩有效金屬截面積的4%～6%）

輕度損傷實(shí)時(shí)檢出率：＞90% （損傷量值達(dá)到鋼絲繩有效金屬截面積的2%～4%）

輕微損傷實(shí)時(shí)檢出率：＞75% （損傷量值不到鋼絲繩有效金屬截面積的2%）

檢測鋼絲繩繩徑范圍：φ16～60mm

檢測鋼絲繩繩速范圍：0～20 m/s

信號(hào)傳輸距離：網(wǎng)線允許距離80m；光纖允許距離40km.

檢測裝置過繩尺寸：＜φ175mm x1200mm

探頭工作環(huán)境溫度：-20℃～55℃

探頭防塵防水等級(jí)：IP67

b.系統(tǒng)功能：

實(shí)時(shí)檢測曲線顯示功能；

實(shí)時(shí)超限聲光報(bào)警功能；

損傷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能；

鋼絲繩的損傷變化趨勢分析功能；

檢測報(bào)告打印功能；

專家評(píng)估后臺(tái)及自學(xué)習(xí)功能；

系統(tǒng)故障自診斷功能；

遠(yuǎn)程接管調(diào)試維護(hù)功能。

上圖為猴車鋼絲繩在線實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行界面及監(jiān)測分析報(bào)告內(nèi)容。

通過采取以上的安全安全保護(hù)及措施以后，有效的保障了礦井架空乘人裝置運(yùn)行安全，近年來未出現(xiàn)任何設(shè)備故障及人身傷害事故，受到了煤礦監(jiān)管部門的認(rèn)可和礦工的肯定，為礦井的安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

結(jié)束語

通過對(duì)架空乘人裝置前期運(yùn)行存在的安全保護(hù)功能不足分析，進(jìn)行深入研究摸索創(chuàng)新，完善管理制度及措施，完善缺失的保護(hù)裝置及設(shè)施，切實(shí)保障了安全運(yùn)行，對(duì)礦井人員的安全運(yùn)輸具有十分重要的意義。隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)更優(yōu)良的改進(jìn)方案和防護(hù)措施，使得架空乘人裝置運(yùn)行更加安全，功能更加強(qiáng)大，維護(hù)更加輕松，為礦井的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。