曉南礦 ?邊云飛 ???機(jī)電處 ?楊 ?起

摘 ?要?闡述了架空乘人裝置的掉繩保護(hù)、防偏擺保護(hù)、變坡點(diǎn)緩沖減震蕩保護(hù)等的改造方案。

?關(guān)鍵詞 ?架空乘人裝置 ?保護(hù)裝置 ?改造

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架空乘人裝置是煤礦傾斜井巷運(yùn)人的重要運(yùn)輸設(shè)備，其輸送效率高、乘坐便捷，適合大傾角、長(zhǎng)距離運(yùn)輸，在煤礦得到廣泛應(yīng)用。?作為運(yùn)人設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全可靠性至關(guān)重要，架空乘人裝置各保護(hù)裝置是運(yùn)行安全可靠的重要保證，煤礦安全規(guī)程對(duì)架空乘人裝置的各項(xiàng)保護(hù)提出了明確要求，設(shè)備廠家也設(shè)計(jì)了相應(yīng)的保護(hù)裝置。

曉南礦使用的架空乘人裝置為固定式抱索器架空乘人裝置，其控制系統(tǒng)于2009年引進(jìn)，至今已達(dá)11年，根據(jù)當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)要求配置了沿線急停保護(hù)、上下人檢測(cè)裝置、機(jī)頭機(jī)尾越位保護(hù)、重錘下落保護(hù)、速度保護(hù)、防異物保護(hù)、防靜電保護(hù)等。

隨著設(shè)備的長(zhǎng)期服役，其系統(tǒng)中的各項(xiàng)保護(hù)功能缺陷也隨之暴露出來，為此針對(duì)架空乘人裝置運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)一些保護(hù)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，并且為了滿足新規(guī)程要求更好的輔助猴車的安全運(yùn)轉(zhuǎn)又增設(shè)了一些保護(hù)。

1掉繩裝置的改造

在架空乘人裝置運(yùn)行中，可能出現(xiàn)鋼絲繩脫離穩(wěn)繩輪輪槽情況，此時(shí)在掉繩狀態(tài)下運(yùn)行，不但損傷鋼絲繩和設(shè)施而且給乘坐人員帶來極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重的可能引發(fā)群體傷害的惡劣事故。為此，在安裝設(shè)計(jì)中安裝有掉繩保護(hù)裝置。

原掉繩保護(hù)裝置使用皮帶跑偏開關(guān)作為檢測(cè)手段（圖1），即在抗繩輪前安裝跑偏開關(guān)，立輥探出伸入鋼絲繩下方，其原理是在有掉繩情況出現(xiàn)時(shí)，離開繩槽的鋼絲繩下落觸動(dòng)跑偏開關(guān)立輥從而觸發(fā)開關(guān)觸點(diǎn)變化，這樣串接在控制系統(tǒng)安全回路動(dòng)作觸發(fā)報(bào)警并停機(jī)。

原有的掉繩保護(hù)在運(yùn)行中的鋼絲繩脫槽后，由于拉力作用或受穩(wěn)繩輪側(cè)面螺絲阻擋影響，會(huì)將鋼絲繩卡在半空中不會(huì)下落至跑偏開關(guān)立輥位置，即使出現(xiàn)鋼絲繩托槽了，跑偏開關(guān)也不會(huì)動(dòng)作，這種情況下，掉繩保護(hù)就失去了作用，此外由于吊椅的吊桿原因跑偏開關(guān)的立輥不能深入過長(zhǎng)，這就會(huì)造成鋼絲繩脫落后會(huì)繞過立輥頂端，跑偏開關(guān)也不能動(dòng)作。綜上兩種因素可以得出原有設(shè)計(jì)的掉繩保護(hù)裝置并不十分可靠，存在一定的缺陷。為此針對(duì)以上原因研究設(shè)計(jì)了新式掉繩保護(hù)裝置。

圖2 ?新型防掉繩保護(hù)裝置示意圖

2防吊椅過擺保護(hù)

2.1防吊椅過擺保護(hù)改進(jìn)緣由

防吊椅過擺保護(hù)實(shí)際上是防止吊椅在跟隨鋼絲繩運(yùn)行時(shí)因擺動(dòng)角度過大造成與固定設(shè)備發(fā)生撞擊傷害乘人或?qū)⒊巳怂Τ龀俗跻味l(fā)生人身傷害事故，根據(jù)統(tǒng)計(jì)因吊椅擺動(dòng)而發(fā)生人身傷害事故較其他事故概率高，特別是一起典型的在乘坐吊椅時(shí)發(fā)生吊椅擺動(dòng)產(chǎn)生的人身傷害事故，為此針對(duì)其出現(xiàn)的弊端進(jìn)一步改進(jìn)了曉南礦架空乘人裝置。

2.2改進(jìn)前防吊椅過擺保護(hù)存在的缺陷

（1）未改進(jìn)前防吊椅過擺保護(hù)遮擋物為鋼絞線作為阻擋吊椅過擺的物體，其防過擺能力有限，且本身存在彈性，在將吊椅鎖定在固定的區(qū)域，即還有一定的過擺余量。

（2）防擺鋼絞線設(shè)置在一側(cè)（右?guī)停?duì)其向左的過擺防護(hù)為零，向左過擺時(shí)吊椅撞擊抗繩輪反彈等傷害。

（3）防過擺鋼絞線設(shè)置高度過高，則擺動(dòng)角度大，增添了擺動(dòng)所造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）乘人站點(diǎn)設(shè)置的防擺區(qū)域小，有時(shí)乘坐在防控區(qū)域外，失去了防護(hù)作用。

（5）斜巷沿線無防吊椅過擺裝置，斜巷乘坐吊椅時(shí)存在過擺風(fēng)險(xiǎn)。

2.3改進(jìn)后防吊椅過擺保護(hù)裝置

機(jī)頭防吊椅偏擺保護(hù)：機(jī)頭防吊椅偏擺保護(hù)安裝在二水平行人暗斜井上平盤的乘車區(qū)域，如圖3所示。

機(jī)頭防吊椅偏擺保護(hù)主要是由檔桿、拉桿組成，長(zhǎng)度16m，偏擺間隙為200mm，在保護(hù)裝置的入口處設(shè)計(jì)為圓弧過度形狀，防止吊椅和檔桿發(fā)生刮卡。檔桿1主要為了防止吊椅向左擺動(dòng)而觸碰托繩輪，檔桿2主要為了限制吊椅向右擺動(dòng)的幅度，避免吊椅向左撞擊檔桿1，各拉桿主要是起加固作用。機(jī)尾防吊椅偏擺保護(hù)裝置與機(jī)頭基本類似。

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圖3 ??機(jī)頭防吊椅偏擺保護(hù)

中間防吊椅偏擺保護(hù)：中間防吊椅偏擺保護(hù)安裝于架空乘人裝置斜坡區(qū)域的所有托繩輪處，有效解決了吊椅在乘坐過程中發(fā)生左右偏擺后和托繩輪可能發(fā)生觸碰的問題，如圖4所示。中間防吊椅偏擺保護(hù)是采用外徑φ26mm圓管加工而成，一端和托繩輪架通過托繩輪緊固螺帽連接，另一端延伸到托繩輪下側(cè)，略超過托繩輪端面，在吊椅進(jìn)入托繩輪方向上進(jìn)行圓弧過渡，避免座椅刮卡中間防吊椅偏擺保護(hù)。

圖4 ??中間防吊椅偏擺保護(hù)

2.4改進(jìn)后防吊椅過擺保護(hù)優(yōu)點(diǎn)

（1）在上下人乘車站點(diǎn)全區(qū)域設(shè)置防過擺護(hù)欄，提升保護(hù)范圍，確保乘人安全。

（2）所用擋欄材質(zhì)為方鋼或方管，增大防擺桿與吊椅桿基礎(chǔ)面積，有效限制擺動(dòng)能力。

（3）且本身材質(zhì)較原來的鋼絞線彈性小，擺動(dòng)容錯(cuò)率小，更為安全可靠。

（4）降低防擺桿（擋欄）高度，較小吊桿最大擺動(dòng)范圍。

（5）沿線設(shè)施弧狀防擺桿，較好的控制斜巷運(yùn)行時(shí)吊桿過擺的可能性。

3防斷軸保護(hù)措施

架空乘人裝置的機(jī)頭、機(jī)尾安裝在巷道支架上，形成架空式安裝，驅(qū)動(dòng)輪通過驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中同時(shí)承受驅(qū)動(dòng)輪的自重和鋼絲繩的牽引力作用，還時(shí)常會(huì)受到一些沖擊載荷，這些因素都可能縮短主軸的使用壽命，產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，造成驅(qū)動(dòng)輪墜落事故，所以2016版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，架空乘人裝置應(yīng)當(dāng)有斷軸保護(hù)措施。針對(duì)該情況，曉南礦在現(xiàn)有架空乘人裝置的基礎(chǔ)上增加了斷軸保護(hù)裝置，主要包括機(jī)頭斷軸保護(hù)和機(jī)尾斷軸保護(hù)。

3.1防斷軸保護(hù)裝置的安裝

機(jī)頭斷軸保護(hù)如圖5所示，軸座固定在巷道內(nèi)，首輪和驅(qū)動(dòng)軸連接，通過電機(jī)減速機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦發(fā)生斷軸事故，首輪下落，鋼絲繩跳出輪槽，為了有針對(duì)性地采取措施，在機(jī)頭驅(qū)動(dòng)輪部增加了斷軸保護(hù)1和斷軸保護(hù)2。斷軸保護(hù)1的主要作用是防止驅(qū)動(dòng)輪下降，根據(jù)和驅(qū)動(dòng)輪的接觸部位的形狀加工斷軸保護(hù)1，斷軸保護(hù)1安設(shè)在驅(qū)動(dòng)輪兩側(cè)，通過M30螺栓和軸座固定。斷軸保護(hù)2的主要作用是防止鋼絲繩跳出繩槽，輔助斷軸保護(hù)1防止斷軸后驅(qū)動(dòng)輪下降。斷軸保護(hù)2主要包括底座和導(dǎo)繩器組成，底座通過地腳螺栓和底板固定，導(dǎo)繩器通過螺栓夾緊固定在底座上，導(dǎo)繩器如圖6所示，外形為倒立錐形，一旦發(fā)生斷軸事故，鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)輪上跳出繩槽后，通過導(dǎo)繩器將鋼絲繩滑到底座上，避免鋼絲繩跳槽后引發(fā)更大的安全事故。斷軸保護(hù)2的另一個(gè)作用是預(yù)防鋼絲繩松動(dòng)時(shí)，造成鋼絲繩從首輪繩槽上跳出，發(fā)生脫繩事故。

圖5 ?機(jī)關(guān)斷軸保護(hù)

圖6 ?導(dǎo)繩器

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4上下變坡點(diǎn)緩沖減震裝置

架空乘人裝置運(yùn)行過程中，當(dāng)乘人經(jīng)過上下變坡點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，不僅影響乘坐的舒適度，而且變坡點(diǎn)托繩輪受力點(diǎn)突出，對(duì)托繩輪及鋼絲繩有一定的損害，降低鋼絲繩和托繩輪的使用壽命。

4.1緩沖減震裝置的設(shè)計(jì)方案

在變坡點(diǎn)上方托繩輪架上方固定人字形使鋼絲繩運(yùn)行平穩(wěn)，如圖7所示，減小了掉繩的幾率，人員乘坐到此段時(shí)減少了震動(dòng)帶來的不舒適的感覺，同時(shí)通過兩側(cè)壓繩輪的緩沖壓繩，增大了繩子與輪套的接觸面積，分散了受力點(diǎn)，提升了輪套的使用壽命，延長(zhǎng)了檢修周期，節(jié)約了工時(shí)。

圖7 ?緩沖減震裝置

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4.2使用效果

乘坐人員反應(yīng)在此段經(jīng)過時(shí)無明顯震動(dòng)感覺，通過比較順暢，鋼絲繩抖動(dòng)現(xiàn)象消失，鋼絲繩經(jīng)過兩端托繩輪時(shí)受力點(diǎn)由點(diǎn)接觸改變成弧面接觸，分散了鋼絲繩對(duì)輪套的壓力，磨損消耗降低，輪套的使用壽命延長(zhǎng)，對(duì)比未改造前輪套更換的周期得到延長(zhǎng)，節(jié)省材料費(fèi)的同時(shí)，減少了維護(hù)量，總體效果良好。

5結(jié) ?語

架空乘人裝置作為煤礦重要的運(yùn)人設(shè)備，其安全性能直接影響員工人身安全，保護(hù)裝置的安全可靠能為架空乘人裝置提供最大安全保障。通過總結(jié)實(shí)際運(yùn)行中存在問題，并提出優(yōu)化改造方案，投入使用后，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，保證了架空乘人裝置的安全運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：邊云飛（1969—），男，工程師，1993年畢業(yè)于撫礦工學(xué)院電氣自動(dòng)化，現(xiàn)任曉南礦機(jī)電科科長(zhǎng)。聯(lián)系電話：13941044458。

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