忻州窯礦副立井提升機(jī)自動罐簾門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鄭 孝

（同煤集團(tuán)機(jī)電管理處技術(shù)科， 山西 大同 037000）

引言

在礦井系統(tǒng)中，提升機(jī)是不可或缺的主要設(shè)備之一，而提升機(jī)的安全運(yùn)行直接影響礦井安全生產(chǎn)，罐籠是礦山立井中廣泛使用的一種重要的提升運(yùn)輸設(shè)備，主要作用是運(yùn)輸人員和物料，其運(yùn)行狀況及安全、可靠性直接影響人員及物料的安全運(yùn)輸，影響礦井的安全高效生產(chǎn)[1-2]。

1 同煤集團(tuán)礦井罐簾門存在的問題

同煤集團(tuán)現(xiàn)有副立井提升機(jī)共19 部，由于罐籠尺寸及工作方式不同，罐簾門的形式多種多樣，且部分罐簾門不符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。專為升降人員和物料的罐籠（包括有乘人間的箕斗），進(jìn)出口必須裝設(shè)罐門或罐簾，其高度不得小于1.2 m，罐門或罐簾下部邊緣至罐底部的距離不得超過250 mm，簾橫桿的間距不得大于200 mm，罐門不得外開。罐簾門的安全可靠性嚴(yán)重影響人員及物料的安全運(yùn)輸，影響礦井安全高效生產(chǎn)[3-4]。

1.1 滑動式罐簾門

左右兩側(cè)由豎桿或鋼絲繩導(dǎo)向定位，人工向上托起打開、重力下滑關(guān)閉滑動式罐簾門，如圖1 所示。

存在的缺點(diǎn)：在打開罐簾門時，需讓橫桿兩端平行上移，否則阻力增大，增加開啟難度。

圖1 滑動式罐簾門

罐簾較重，打開罐簾門通常需二人配合操作才能打開。把鉤工當(dāng)班期間勞動強(qiáng)度大，易疲勞。

橫桿連接鏈易磨損，拉鏈易斷裂，修復(fù)率高；罐簾與提升機(jī)控制系統(tǒng)無閉鎖，罐籠未停穩(wěn)，乘罐人員易提前操作，存在安全隱患。

1.2 轉(zhuǎn)動式罐簾門

繞固定轉(zhuǎn)軸限位旋轉(zhuǎn)的雙扇內(nèi)開水平轉(zhuǎn)動式柵欄門，主要用于升降人員和加寬型的用于升降人員與物料的罐籠，如圖2 所示。

圖2 轉(zhuǎn)動式罐簾門

存在的缺點(diǎn)：由于罐簾門打開時向里旋轉(zhuǎn)，在開啟罐簾門時需占用罐籠內(nèi)的有效空間，對標(biāo)準(zhǔn)罐籠而言，采用此安全門只能作升降人員，不能兼用升降標(biāo)準(zhǔn)礦車，因而降低了罐籠的使用效率。

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研、分析研究后，結(jié)合大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司各礦井罐簾門使用現(xiàn)狀及《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)要求，設(shè)計(jì)了安全、可靠的ZGM-B 型雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門。該罐簾門具有結(jié)構(gòu)簡單，罐門開口面積大，開啟動作平穩(wěn)，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。并在礦井現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，為礦井人員及物料的運(yùn)輸提供了安全保障，為礦井的安全高效生產(chǎn)提供了保障[5]。

2 ZGM-B 型雙向動力自鎖式折疊罐簾門

2.1 結(jié)構(gòu)組成

ZGM-B 型雙向動力自鎖式折疊罐簾門主要由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、門擋滑道、門擋機(jī)構(gòu)及電源電控箱等組成，如圖3 所示。

圖3 雙向動力自鎖式折疊罐簾門

驅(qū)動機(jī)構(gòu)由防水防爆電機(jī)、自鎖減速機(jī)、傳動軸、軸承座及主動鏈輪組成，作為罐簾開閉動力裝置，如圖4 所示。

電機(jī)功率為200 W，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1 430 r/min，電機(jī)電壓為DC48 V，減速機(jī)速比為10，開閉速度為0.5 m/s。

傳動機(jī)構(gòu)主要由固定角鋼、兩套從動軸、從動鏈輪及軸承座等組成，主要起驅(qū)動機(jī)構(gòu)與門擋之間過渡傳動作用，如圖5 所示。

圖4 罐簾門驅(qū)動裝置

圖5 罐簾門傳動機(jī)構(gòu)

門擋機(jī)構(gòu)主要由擋桿和擋桿連板構(gòu)成，作為擋人主要部件，如圖6 所示。

擋桿材料為40 mm×30 mm×2 mm 矩形管，擋桿間距＜200 mm，底部間距＜250 mm，門擋高度＞1 600 mm，折疊高度＜300 mm。

圖6 罐簾門門擋機(jī)構(gòu)

2.2 工作方式

通過電機(jī)驅(qū)動、鏈條傳動、蓄電池供電、遙控操作實(shí)現(xiàn)門擋垂直折疊升降，從而實(shí)現(xiàn)罐簾開啟與關(guān)閉。罐簾門工作圖見圖7。

門擋導(dǎo)向滑道主要是U 形開口結(jié)構(gòu)，安裝在罐籠兩側(cè)立柱上，門擋開閉時，橫桿在導(dǎo)向滑道內(nèi)滑動，對門擋進(jìn)行導(dǎo)向定位，其內(nèi)部安裝有張緊輪機(jī)構(gòu)及門擋頂桿限位機(jī)構(gòu)。防爆箱內(nèi)部安裝了蓄電池、接收器及控制元件，防爆箱整體安裝在罐籠整體內(nèi)部。

遙控操作電機(jī)正轉(zhuǎn)，傳動鏈條拉動門擋機(jī)構(gòu)底部擋桿向上運(yùn)動，罐簾整體向上折疊打開，遙控操作電機(jī)反轉(zhuǎn)，傳動鏈條拉動門擋機(jī)構(gòu)底部擋桿向下運(yùn)動，罐簾整體向下伸縮關(guān)閉。若安全回路閉鎖，即罐籠未到位，遙控器無法操作罐簾門打開[6-7]。

圖7 罐簾門工作圖

2.3 自動罐簾門的優(yōu)點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)簡單、外形美觀、使用可靠。

2）自動化程度高，由把鉤工遙控操作，也可由手動操作，減少了把鉤工勞動強(qiáng)度。

3）罐籠未到位閉鎖控制，即罐籠不到位控制系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)，無法打開罐簾門，不會因?yàn)檎`操作導(dǎo)致提升機(jī)在運(yùn)行過程中罐簾門開啟現(xiàn)象，安全性高。

4）雙向動力驅(qū)動，解決了靠重力下降出現(xiàn)損壞罐簾及關(guān)閉不到位等現(xiàn)象。

5）機(jī)械自鎖功能，除把鉤工操作外，其他人員打不開罐簾，更加安全可靠。

6）適用性強(qiáng)、安裝改造方便，無需對罐籠進(jìn)行改動即可安裝。

7）動力由鋰電池供電，電池容量大、使用周期長，減少了電池的更換頻率。

8）罐門開口面積大，開啟動作平穩(wěn)。

3 應(yīng)用效果

罐簾門研制完成后，通過在忻州窯礦副立井提升機(jī)的應(yīng)用，效果良好。該項(xiàng)設(shè)計(jì)立足于現(xiàn)場實(shí)際，設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行安全可靠，具有推廣價值。由于提升系統(tǒng)的安全可靠性關(guān)系到礦井運(yùn)輸人員及物料的安全，關(guān)系到礦井的安全高效生產(chǎn)，故此設(shè)計(jì)具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和社會安全效益，為礦井副立井提升機(jī)罐簾門發(fā)展提供了研究方向。

4 結(jié)語

雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門在同煤集團(tuán)忻州窯礦副立井提升機(jī)現(xiàn)場的應(yīng)用表明，改造后的罐簾開口面積大，開啟動作平穩(wěn)，安全可靠，且比裝修之前的外觀更加美觀，為礦井運(yùn)輸人員及物料提供了安全保障。