斜井跑車防護(hù)裝置應(yīng)用探討

曾維昌

(福建省龍巖紅炭山機(jī)械有限公司，福建 龍巖 364000)

0 概述

斜井運(yùn)輸是煤礦事故易發(fā)、多發(fā)之處，斜井運(yùn)輸事故的發(fā)生輕者損壞設(shè)備，重者造成人員傷亡，嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)安全與效益。《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條對(duì)斜井串車提升運(yùn)輸方式作出明確規(guī)定:“在傾斜井巷內(nèi)使用串車提升時(shí)，必須遵守下列規(guī)定:(一)、在井巷內(nèi)安設(shè)能夠?qū)⑦\(yùn)行中斷繩、脫鉤的車輛阻止住的跑車防護(hù)裝置??(即一坡三擋)上述擋車裝置必須經(jīng)常性關(guān)閉.放車時(shí)方準(zhǔn)打開(常閉性要求)。兼作行駛?cè)塑嚨膬A斜井巷，在提升人員時(shí)，傾斜井巷中的擋車裝置和跑

車防護(hù)裝置必須是常開狀態(tài)，并可靠地鎖住(常開性要求)。按理說《規(guī)程》有明確且必須執(zhí)行的規(guī)定，大家照辦就可確保斜井運(yùn)輸安全了，然現(xiàn)實(shí)確使人失望:有的裝了使用不正常，或裝了不投入正常使用，或裝了不敢投入使用(只是裝個(gè)樣子)，有的根本就不裝。任憑事故發(fā)生，毫無辦法。究其原因無非是管理者不夠重視，現(xiàn)有的防護(hù)裝置不好用，使用安全可靠性差，投入成本大，安裝不方便等。

1 斜井運(yùn)輸跑車防護(hù)裝置的現(xiàn)狀及分析

目前國內(nèi)斜井運(yùn)輸跑車防護(hù)裝置主要由檢測(cè)系統(tǒng)(信息采集處理)、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)裝置、阻攔機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)4部分構(gòu)成。

1.1 檢測(cè)系統(tǒng)主要有:雷達(dá)系統(tǒng)、紅外線傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器式等電子類產(chǎn)品，壓敏限位開關(guān)、行程開關(guān)等接觸式和機(jī)構(gòu)動(dòng)能沖撞式。

1.2 執(zhí)行驅(qū)動(dòng)裝置有:電動(dòng)式、液動(dòng)式、氣動(dòng)式、脫扣式等。

1.3 阻攔裝置有:鋼性阻攔裝置、柔性阻攔裝置、鋼柔結(jié)合阻攔裝置、直接鉤軸式等。

1.4 緩沖機(jī)構(gòu)有:摩擦式吸能(卷筒式、串桿式)和塑性變形吸能等。

2 阻攔狀態(tài)形式分析

阻攔狀態(tài)形式主要分為常開式和常閉式兩大類。

2.1 常開式是指阻攔裝置在正常情況下處于打開狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)礦車飛車(檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到超速)時(shí)驅(qū)動(dòng)阻攔裝置動(dòng)作阻攔。此種方式存在一些問題:首先是不符合《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條對(duì)阻攔裝置必須常閉性的要求。其次是平時(shí)無法進(jìn)行經(jīng)常性試驗(yàn)，可靠性無法保證，即需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不一定能動(dòng)作。綜上兩點(diǎn)，這種形式的跑車防護(hù)裝置根本不能采用，達(dá)不到確保斜井跑車防護(hù)安全的目的。

2.2 常閉式是指阻攔裝置在正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)?shù)V車正常運(yùn)行接近阻攔裝置時(shí)阻攔裝置動(dòng)作提起打開，礦車通過后再動(dòng)作放下關(guān)閉。當(dāng)?shù)V車出現(xiàn)飛車時(shí)阻攔裝置不動(dòng)作，直接將飛車攔住的裝置。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是:首先阻攔裝置是常閉的，符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，其次阻攔及其驅(qū)動(dòng)裝置在礦車每次正常運(yùn)行通過一次都要?jiǎng)幼饕粋€(gè)循環(huán)，這樣就相當(dāng)于對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行了一次檢驗(yàn)，配合聲光信號(hào)，絞車司機(jī)就能夠及時(shí)掌握跑車防護(hù)裝置的運(yùn)行情況，這樣只要阻攔裝置牢固可靠就可確保跑車防護(hù)裝置的安裝功能__斜井跑車防護(hù)的作用.綜上分析此種方式是可行的，但也存在一些問題，現(xiàn)作如下分析探討。

2.2.1 任何裝置在長(zhǎng)期的運(yùn)行中都會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障和問題，由其是啟停頻繁的電器元件、設(shè)備，故障更是在所難免。而在斜井設(shè)置一個(gè)常閉的阻攔裝置，一旦出現(xiàn)故障而不能正常打開，是必出現(xiàn)新的問題:礦車不能正常通過。

2.2.2 下放時(shí)還好，只是將礦車攔住放不下而已，不會(huì)引發(fā)大的事故?？商嵘龝r(shí)不能正常打開，若沒有相應(yīng)的防護(hù)措施，就會(huì)造成人為攔住了提升上行的車輛造成斷繩飛車事故，這是絕對(duì)不允許發(fā)生的，如何解決應(yīng)對(duì)阻攔裝置作進(jìn)一步探討分析，確保其安全。

2.2.3 采用鋼性阻攔裝置時(shí)，一旦執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時(shí)，由于其鋼性的作用，提升時(shí)壙車會(huì)將阻攔裝置頂開滑過，不會(huì)將礦車攔住造成事故，這是這類阻攔裝置的優(yōu)點(diǎn)，但這類阻攔裝置對(duì)阻攔裝置本身和飛行的礦車都是破壞性太大，恢復(fù)起來也很難，因此一般都不予采用。

2.2.4 采用柔性阻攔裝置(一般用鋼絲繩編織成的阻攔網(wǎng))時(shí)，這類裝置阻攔效果好，破壞性小，恢復(fù)起來也快，這是它的優(yōu)點(diǎn)，但一旦執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時(shí)，礦車無法將阻攔網(wǎng)象鋼性阻攔裝置那樣頂起滑過，而是會(huì)被攔住造成事故，因此不能將此類阻攔裝置單獨(dú)使用。

2.2.5 采用鋼柔結(jié)合阻攔裝置，是取其以上兩點(diǎn)分析的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)置的，只要設(shè)計(jì)的合理，這種方式其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。應(yīng)以柔性阻攔為主，鋼性阻攔為輔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為好。

2.2.6 柔性阻攔為主鋼性阻攔為輔是指阻攔由柔性裝置(一般用鋼絲繩編織成的阻攔網(wǎng))完成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時(shí)由鋼性阻攔裝置負(fù)責(zé)頂起柔性阻攔裝置使礦車提升運(yùn)行時(shí)安全通過及輔助柔性阻攔網(wǎng)提升(打開)下放(關(guān)閉)的作用，而不用其阻攔功能，這樣就不會(huì)在執(zhí)行阻攔時(shí)被破壞增加恢復(fù)的困難。

3 關(guān)于檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

采用哪種型式都行，只要能配合常閉式跑車防護(hù)阻攔裝置在礦車到達(dá)設(shè)計(jì)位置能按要求正常動(dòng)作，使其正常通過，在事故飛車時(shí)不動(dòng)作即可。為確?？煽靠稍诿總€(gè)需要檢測(cè)的位置設(shè)置前后兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)(第二個(gè)作為第一個(gè)備用)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)失效時(shí)第二個(gè)應(yīng)起效，且有聲光報(bào)警，提示維修人員及時(shí)修復(fù)，確保運(yùn)行的可靠性。

4 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置

4.1 電動(dòng)式有提升小絞車和電動(dòng)推桿等都可以使阻攔裝置實(shí)現(xiàn)靈活的提升和下放，不過在頻繁的啟動(dòng)過程中和執(zhí)行電器(如行程和接近開關(guān)等)也是容易發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電機(jī)因過載而燒毀。但其占地小，投資少，維護(hù)簡(jiǎn)單，在現(xiàn)場(chǎng)(斜井內(nèi)特殊的環(huán)境)容易實(shí)現(xiàn)(可在每一阻攔裝置設(shè)置點(diǎn)獨(dú)立設(shè)置)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。因此在應(yīng)用中要對(duì)線路設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，對(duì)每一執(zhí)行電器都設(shè)置保護(hù)電器(作為第二執(zhí)行電器)并相應(yīng)設(shè)置聲光、語音報(bào)警裝置，使絞車司機(jī)能及時(shí)掌握各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障時(shí)及時(shí)通知維修人員及時(shí)修復(fù)，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

4.2 液壓、氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置，反應(yīng)靈敏可靠，對(duì)頻繁開閉影響不大，是理想的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。但其液壓、氣動(dòng)站建立的特點(diǎn)若各點(diǎn)獨(dú)立設(shè)置投資大，維護(hù)成本高;集中設(shè)置則在斜井井巷長(zhǎng)距離設(shè)置管路并確保安全運(yùn)行難以實(shí)現(xiàn)，因此基本不以采用。

4.3 脫扣式驅(qū)動(dòng)裝置只能使用在常開式阻攔裝置中，不宜推廣使用，這里不作說明。

5 緩沖吸能機(jī)構(gòu)

緩沖吸能機(jī)構(gòu)是吸收礦車因飛車產(chǎn)生的動(dòng)能(由勢(shì)能轉(zhuǎn)換形成)使礦車減速直至停止(同能耗制動(dòng)原理)的機(jī)構(gòu)。常用的有摩擦式吸能和塑性變形吸能等。

5.1 卷筒摩擦式吸能是通過連接阻攔機(jī)構(gòu)的鋼絲繩帶動(dòng)緩沖器轉(zhuǎn)動(dòng)，使緩沖器中的動(dòng)靜片及摩擦材料相互作用產(chǎn)生摩擦力.吸收礦車下沖動(dòng)能這種吸能方式的摩擦副完全密封于卷筒內(nèi)，不受外界因素影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，在斜井井巷內(nèi)適應(yīng)性強(qiáng)且易安裝，動(dòng)作后復(fù)位快，是較理想的緩沖裝置之一。

5.2 串桿式摩擦吸能裝置是通過連接阻攔機(jī)構(gòu)的鋼絲繩帶動(dòng)固定在井巷內(nèi)巖壁上的串桿(動(dòng))及摩擦副組(靜)之間相互作用產(chǎn)生摩擦力.吸收礦車下沖動(dòng)能的裝置。該裝置純鋼制作，材料厚實(shí)，固定在巖壁上，緊貼巖壁安裝，幾乎不占空間位置，摩擦副可增可減，環(huán)境適應(yīng)較強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，動(dòng)作后復(fù)位簡(jiǎn)單容易，是較理想的緩沖裝置之一。

5.3 塑性變形吸能是通過連接裝置迫使扁鋼帶產(chǎn)生S形塑性變形，吸收礦車下沖動(dòng)能在潮濕的環(huán)境中鋼帶極易銹蝕.銹蝕的鋼帶再進(jìn)行塑性變形會(huì)出現(xiàn)斷裂.緩沖器失去了吸能的作用所以塑性變形吸能不適應(yīng)井巷潮濕的環(huán)境。

6 結(jié)束語

綜上撰述，采用哪種組合應(yīng)該說是容易選擇的，只要實(shí)現(xiàn)柔性緩沖攔截能力強(qiáng)(減少或不產(chǎn)生破壞性)，提網(wǎng)機(jī)構(gòu)有配置脫扣裝置，有效避免機(jī)構(gòu)本身的損傷，安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，綜合性能優(yōu)，不會(huì)因故障產(chǎn)生安全事故，動(dòng)作后復(fù)位簡(jiǎn)單容易等，加上管理者重視，監(jiān)管到位，相信正常投入使用將成為使用者的必備愿望，畢竟安全是自己需要的。相信煤礦斜井運(yùn)輸事故，將會(huì)因跑車防護(hù)裝置的正常應(yīng)用而避免。