煤礦架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

趙彥輝

【摘要】架空乘人裝置（即礦用索道）主要用于礦井斜巷，平巷運(yùn)送人員。它通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無(wú)極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)主軸在使用過(guò)程中，由于各種不確定因素，可能出現(xiàn)有裂紋后導(dǎo)致斷裂，存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以很有必要增加一種架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置以防止此事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】架空乘人裝置;驅(qū)動(dòng)輪;尾輪;保護(hù)裝置;工字鋼

每個(gè)人的生命只有一次，生命高于一切。安全生產(chǎn)關(guān)系到員工生命和財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到企業(yè)興衰的根本利益所在。沒(méi)有安全做保障便沒(méi)有千家萬(wàn)戶的安居樂(lè)業(yè)，更沒(méi)有企業(yè)的長(zhǎng)治久安和繁榮發(fā)展。安全沒(méi)有了別的什么都無(wú)從談起，架空乘人裝置作為煤礦井下重要的運(yùn)輸人員設(shè)備，主要是運(yùn)送人員上下斜井或平巷之用，安全性能更為重要，它的便捷性使得它在煤礦得到廣泛推廣，它的安全運(yùn)行在煤礦安全生產(chǎn)中至關(guān)重要。

由于架空乘人裝置是運(yùn)送人員的設(shè)施，它的安全性尤為重要，除了架空乘人裝置本身的安全運(yùn)行以外，其防護(hù)輔助設(shè)施也必不可少，對(duì)該設(shè)施進(jìn)行多道防護(hù)，對(duì)容易造成事故的薄弱點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)，確保該設(shè)施的安全工作做的更全面、更到位。

架空乘人裝置主要由驅(qū)動(dòng)裝置、托繩裝置、乘人裝置、尾輪裝置，張緊裝置、安全保護(hù)裝置及電控裝置等組成。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。機(jī)頭機(jī)尾一般安裝于巷道支架上，形成架空式安裝，架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)、尾輪依靠尾輪軸帶動(dòng)，牽引著鋼絲繩運(yùn)行，同時(shí)驅(qū)動(dòng)軸縱向承載著驅(qū)動(dòng)輪的重量，尾輪軸縱向承載著尾輪的重量，同時(shí)橫向承載著鋼絲繩運(yùn)行的回旋拉力和重錘張緊的拉力，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸或尾輪軸老化或受力過(guò)猛時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂，造成驅(qū)動(dòng)輪或尾輪墜落，造成安全事故。再者2016版煤礦安全規(guī)程第三百八十三條規(guī)定，架空乘人裝置應(yīng)當(dāng)有斷軸保護(hù)措施，一旦驅(qū)動(dòng)輪或尾輪的主軸出現(xiàn)斷裂并不能有效制止，后果不堪設(shè)想。根據(jù)架空乘人裝置在我礦井下的使用情況和運(yùn)行特點(diǎn)，本文介紹了一種能夠在架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)輪和尾輪發(fā)生斷軸后進(jìn)行有效防護(hù)的一種裝置，確保了發(fā)生斷軸事故后驅(qū)動(dòng)輪和尾輪不掉落，最大程度的減小人員和設(shè)備的損失，保障安全生產(chǎn)。

架空乘人裝置必須裝設(shè)超速、打滑、全程急停、防脫繩、變坡點(diǎn)防掉繩、張緊力下降、越位等保護(hù)，安全保護(hù)裝置發(fā)生保護(hù)動(dòng)作后，需經(jīng)人工復(fù)位，方可重新啟動(dòng)?，F(xiàn)在架空乘人裝置作為斜巷運(yùn)人裝置，已在各個(gè)煤礦廣泛推廣使用?，F(xiàn)用裝置已具備越位保護(hù)、變坡點(diǎn)掉繩保護(hù)、過(guò)速和欠速保護(hù)、吊椅防過(guò)擺保護(hù)裝置、重錘下限位保護(hù)、乘人間距保護(hù)以及沿線急停保護(hù)等安全保護(hù)裝置，但是仍存在一些突發(fā)情況，不能保證人員乘車安全。比如當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪、尾輪斷軸發(fā)生時(shí)，在鋼絲繩自身重力、吊椅的重力、乘坐人員以及攜帶的工具的重力作用下，將帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪、尾輪發(fā)生運(yùn)動(dòng)，造成人員傷亡事故。為了切實(shí)保護(hù)乘坐人員的人身安全、減小傷亡事故的發(fā)生，架空乘人裝置斷軸保護(hù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用就非常必要。

一、煤礦架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)背景

驅(qū)動(dòng)輪和尾輪作為架空乘人裝置的重要組成部分，它對(duì)架空乘人裝置的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。驅(qū)動(dòng)主軸是承受負(fù)載最大的部件，同時(shí)承受驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需的大扭矩及沿鋼絲繩方向的徑向拉力，還時(shí)常會(huì)收到一些沖擊載荷。由于該位置不方便檢測(cè)，即使軸內(nèi)部發(fā)生斷裂或肉眼很難從外觀看出來(lái)，不能僅僅依賴每年一次的探傷，這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。無(wú)形中這些因素都可能會(huì)縮短主軸的使用壽命，產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，對(duì)架空乘人裝置的安全運(yùn)行造成了一定的干擾。所以現(xiàn)有的架空乘人裝置仍存在一定的安全隱患，新版《煤礦安全規(guī)程》要求架空乘人裝置應(yīng)當(dāng)有斷軸保護(hù)措施，鑒于這種情況經(jīng)過(guò)我們研究決定增加一種可靠的安全保護(hù)裝置來(lái)防止架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪、尾輪斷軸時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的事故，減小事故傷害，提高架空乘人裝置的安全運(yùn)行指數(shù)。

二、架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)方案

針對(duì)目前我礦使用的架空乘人裝置可能存在驅(qū)動(dòng)輪和尾輪斷軸造成安全事故的現(xiàn)狀，我們經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、設(shè)計(jì)及精心研究設(shè)計(jì)了一套架空乘人斷軸保護(hù)裝置，此裝置主要是基于驅(qū)動(dòng)輪、尾輪的位置而加裝的防護(hù)裝置。當(dāng)架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪及尾輪發(fā)生斷軸事故時(shí)，在驅(qū)動(dòng)輪后方、尾輪前方加裝防護(hù)裝置來(lái)防止當(dāng)架空乘人裝置發(fā)生斷軸事故時(shí)攔截驅(qū)動(dòng)輪和尾輪，防止架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪隨著慣性繼續(xù)向后滑行和尾輪隨著慣性向前移動(dòng)引起輪子大幅度移動(dòng)導(dǎo)致飛車?yán)^而引起一連串的事故造成人員和設(shè)備傷害。首先我們考慮該裝置安裝后不能影響架空乘人裝置的正常運(yùn)行并且在架空乘人裝置發(fā)生斷軸事故時(shí)該裝置可有效起到承接、并阻止其移動(dòng)的效果，避免纜車輪和鋼絲繩繼續(xù)下滑、落地，保證人員乘車安全。經(jīng)過(guò)我們現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)以及和檢修工認(rèn)真琢磨反復(fù)論證最終決定了設(shè)計(jì)方案。我們考慮在架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪和尾輪內(nèi)側(cè)安裝防護(hù)裝置，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪或尾輪發(fā)生斷軸后掉落時(shí)其內(nèi)側(cè)安裝的防護(hù)裝置可用來(lái)阻止其掉落并承載輪子沿力的方向運(yùn)動(dòng)和向下掉落的力量并能攔截鋼絲繩移動(dòng)防止鋼絲繩繼續(xù)移動(dòng)，從而確保人員和設(shè)備的安全。

三、架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置的加工方法

該裝置主要由驅(qū)動(dòng)輪斷軸保護(hù)裝置、尾輪斷軸保護(hù)裝置組成。架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置主要在驅(qū)動(dòng)輪和尾輪的位置安裝了各自獨(dú)立的保護(hù)裝置通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)輪和尾輪的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)確保驅(qū)動(dòng)輪和尾輪作為一個(gè)整體在運(yùn)行中出現(xiàn)事故時(shí)確保人員和設(shè)備不受傷害。

架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)輪斷軸保護(hù)裝置采用的是11#礦工鋼作為材料，采用橫向和豎向?qū)阜椒▽⒊叽绶謩e為0.9m、0.6m、0.35m的六根工字鋼對(duì)焊在一起，將架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪保護(hù)在該裝置的中間，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生斷軸掉落時(shí)，觸碰驅(qū)動(dòng)輪下方的保護(hù)切斷電源進(jìn)行停機(jī)，同時(shí)在驅(qū)動(dòng)輪下方的礦工鋼將承受向下的重力，在驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)側(cè)的礦工鋼將承受并阻止驅(qū)動(dòng)輪沿力的方向運(yùn)動(dòng)的沖擊力。當(dāng)發(fā)生斷軸事故時(shí)，該裝置牢牢固定在驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)側(cè)的頂梁上，可以有效減小事故傷害，總的來(lái)說(shuō)是一種行之有效的保護(hù)方法。

架空乘人裝置尾輪斷軸保護(hù)裝置采用的是11#礦工鋼和鋼板作為材料，采用8塊0.8m長(zhǎng)鋼板和兩根礦工鋼橫豎對(duì)焊的方法進(jìn)行焊接，通過(guò)高強(qiáng)度螺栓固定在架空乘人裝置機(jī)尾的跑道上，并在尾輪下方安裝由堆煤保護(hù)改裝的保護(hù)，當(dāng)尾輪斷軸后，保護(hù)動(dòng)作切斷電源進(jìn)行停機(jī)，同時(shí)該裝置承受尾輪斷軸后向前的沖擊力，輪下方的礦工鋼承受斷軸后尾輪向下的重力和慣性，有效攔截尾輪和鋼絲繩，防止事故擴(kuò)大，最大程度的減小傷害。

該保護(hù)裝置能有效的在架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪和架空乘人裝置的尾輪發(fā)生斷軸事故時(shí)將驅(qū)動(dòng)輪和尾輪攔住減小設(shè)備損失，保障人員安全，防止事故擴(kuò)大。該裝置使用后可以有效的解決由于驅(qū)動(dòng)輪和尾輪發(fā)生斷軸事故時(shí)產(chǎn)生的安全問(wèn)題，提高了架空乘人裝置的安全系數(shù)，保障安全生產(chǎn)。

四、架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置的使用效果

目前該裝置在我礦13采區(qū)2-1行人下山已安裝使用，安裝架空乘人裝置斷軸保護(hù)裝置使用后，效果良好。該裝置可以有效避免發(fā)生斷軸事故后驅(qū)動(dòng)輪、尾輪向前或向后移動(dòng)造成更大的傷害，減少驅(qū)動(dòng)輪、尾輪發(fā)生斷軸后對(duì)人員和設(shè)備造成更大的傷害。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、美觀、性能使用，為纜車的安全運(yùn)行又多了一層保障，對(duì)減少架空乘人裝置事故的發(fā)生，提高人員乘坐的安全系數(shù)具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡文信.淺談煤礦架空乘人裝置的安全運(yùn)行與系統(tǒng)控制管理[J].山東煤炭科技，2017（3）：161-163.