煤礦架空乘人裝置防護設(shè)施的設(shè)計與應用

尹衛(wèi)兵，程燕妮

(晉煤集團古書院煤礦機電管理部, 山西晉城市 048000)

煤礦架空乘人裝置防護設(shè)施的設(shè)計與應用

尹衛(wèi)兵，程燕妮

(晉煤集團古書院煤礦機電管理部, 山西晉城市 048000)

煤礦架空乘人裝置是礦山井下長距離、大垂度運送人員的主要設(shè)備，實現(xiàn)了長時間連續(xù)運輸，具有高效、安全、易操作等特點，但是由于煤礦井下環(huán)境條件的不確定性，在實際安裝運行期間存在著脫輪、打滑等不足，根據(jù)現(xiàn)場條件進行適當?shù)母脑?，采取有效的保護裝置，確保乘人安全裝置和高效運轉(zhuǎn)。

架空乘人裝置；鋼絲繩脫輪；防護設(shè)施

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

為了確保煤礦井下安裝運行架空送人裝置安全運行,進一步提高煤礦井下架空乘人裝置的安全保障程度,促進煤礦安全生產(chǎn),本文對目前產(chǎn)品實際應用情況進行了深入研究,并采取可靠、有效的保護裝置,以及對架空送人裝置進行改造,成功實用于礦山。

1 原理及掉道分析

架空乘人裝置的工作原理是:將鋼絲繩安裝在驅(qū)動輪、托(壓)繩輪和尾輪上,并經(jīng)設(shè)有重錘的張緊裝置拉緊后,由驅(qū)動裝置的電動機輸出動力帶動減速機上的驅(qū)動輪和鋼絲繩作循環(huán)無極運行,乘人吊椅則通過抱索器與鋼絲繩鎖緊在運行的鋼絲繩上,隨鋼絲繩上行或下行,從而實現(xiàn)運送員工的目的；其主要由驅(qū)動裝置、托(壓)繩裝置、乘人器、尾輪裝置、張緊裝置、安全保護裝置及電控裝置等組成,結(jié)構(gòu)特征見圖1。

圖1 架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特征

架空乘人裝置運送員工,其目的是縮短員工上下班的路途時間,減輕員工上下井的體能消耗,因此裝置的安全、可靠運行顯得尤為重要。但是在運行的過程中,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)鋼絲繩插接處不標準。架空送人裝置的鋼絲繩在安裝插接后,由于工藝不達標導致繩芯軟硬不一,在運轉(zhuǎn)時碰到托繩輪會產(chǎn)生跳動,跳動幅度過大時,就會導致鋼絲繩掉道、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)安裝運行,在安裝過程中,由于巷道成型的原因,導致有些托繩輪并不在一條水平線上,當鋼絲繩運行至過低的托繩輪處時,鋼絲繩本身由于不接觸托繩輪,近而導致脫輪、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,鋼絲繩運行至位置較偏的托繩輪時,由于接觸面積發(fā)生改變,近而導致脫輪、掉道。

(4)托繩輪輪襯磨損嚴重。由于便用時間超期,部分托繩輪輪襯磨損嚴重,當鋼絲繩運行至此時,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,導致鋼絲繩運行軌跡發(fā)生偏差,近而形成掉道、脫輪。

(6)人員乘坐不規(guī)范。人員在乘坐吊椅時雙腳點地、用腳蹬巷幫、擺動幅度過大、上下時用力甩吊椅等也有可能造成鋼絲繩掉道、脫輪。

通過以上分析,首先要加強對員工的培訓和教育,提高檢修質(zhì)量、加強工藝達標；其次是要即時更換損壞的各類零部件,確保設(shè)備本身完好；再次是要提升裝置的各類保護和防護效果。

2 裝置優(yōu)化及應用

架空送人裝置作為運送人員的特殊設(shè)備,保護本身配套的過卷、防松繩、沿線急停等保護,在使用過程中起到了很好的作用。但是在一些特殊情況下如何進一步完善保護設(shè)施,確保安全、可靠運行,保護裝置就顯得尤為重要。

(1)通過實際測量,將原固定抱索器長度減小了15 mm,進而滿足鋼絲繩在驅(qū)動輪與尾輪處的曲率半徑需求,最大程度確保鋼絲繩的安全運行。改造后的抱索器見圖2。

圖2 改造后的抱索器

(2)架空送人裝置正常運行期間,鋼絲繩在尾輪處是沿著尾輪的繩槽進行沿轉(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裝置(見圖3),確保架空送人裝置的安全運行。

圖3 防止脫繩的保護裝置

(3)正常運行期間,鋼絲繩在單輪上方平穩(wěn)過渡,但是由于人員的上下座椅,都會導致鋼絲繩在運行期間出現(xiàn)抖動現(xiàn)象,進而導致鋼絲繩從單輪的上方脫出繩槽,通過實際測量,設(shè)計并加安了單托繩輪防止脫繩的機械保護裝置。

(4)鑒于鋼絲繩受力后會出現(xiàn)不間斷的、無規(guī)律性延伸,此時對鋼絲繩的及時張緊是保證架空乘人裝置安全運行的關(guān)鍵。為此,通過在機尾張緊導向輪處增設(shè)雙向調(diào)控行程開關(guān),完善了鋼絲繩松繩的機械保護裝置(見圖4),確保了鋼絲繩運行期間松緊適度并可控。

圖4 防松繩保護裝置

(5)為滿足特定條件下,由于人員受傷等特殊要求,經(jīng)過多次測量,重新設(shè)計并加安了一種特殊的專用座椅,座椅能滿足人員平躺的需求,更有利于搶險救災時的高效運轉(zhuǎn),見圖5。

圖5 專用座椅

(6)重新修訂并完善《架空乘人裝置安全操作規(guī)程》、《架空乘人裝置檢修標準》、《架空乘人裝置乘座規(guī)范》等相關(guān)管理制度,規(guī)范員工的操作、檢修及乘座作為。

3 結(jié) 論

改進后的防脫繩保護及安全防護設(shè)施,提升了架空乘人裝置鋼絲繩的安全系數(shù)；減少了在運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、可靠運轉(zhuǎn)。

[1]劉 丹.淺談遠程監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦架空乘人裝置中的應用[J].煤礦現(xiàn)代化,2010(3):059.

[2]嚴明林,王泰民.煤礦架空乘人裝置的創(chuàng)新設(shè)計及應用[J].機械工程師,2011(9):130-131.

[3]張生旺.云駕嶺煤礦八采軌道下山架空乘人裝置設(shè)計計算與應用[J].河北煤炭,2011(2):59-60,69.

[4]姜秀華.煤礦架空乘人裝置研究[J].煤炭技術(shù),2011,30(9): 19-21.

[5]張 斌.架空乘人裝置在煤礦中的應用[J].能源與節(jié)能,2014 (12):44-45,97.

2015-05-26)

尹衛(wèi)兵(1974-)，男，山西晉城人，中級工程師，研究方向為煤礦機電安全，Email:liuyiqun999＠163.com。