搶險(xiǎn)救生機(jī)的研制

摘 要： 為解決礦難頻發(fā)，出現(xiàn)塌方事故后快速搶救井下被困人員，避免人員傷亡，研制了搶險(xiǎn)救生機(jī)，在發(fā)生礦難事故，頂板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇險(xiǎn)人員被困不能逃生脫險(xiǎn)的緊急情況下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到達(dá)被困人員身邊，并使用專用救助車把人員救出。

關(guān)鍵詞： 搶險(xiǎn)救生機(jī);機(jī)械滑臺(tái);救護(hù)小車

礦難頂板事故發(fā)生后會(huì)造成人員被困，如在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法打通冒落區(qū)，人員有可能因氧氣不夠或受傷得不到救治等多種原因死亡，為在塌方事故后快速搶救被困人員，減少人員傷亡，研制了搶險(xiǎn)救生機(jī)，在發(fā)生礦難事故，頂板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇險(xiǎn)人員被困不能逃生脫險(xiǎn)的緊急情況下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到達(dá)被困人員身邊，并使用專用救助車把人員救出。

1 搶險(xiǎn)救生機(jī)的工作原理

搶險(xiǎn)救生機(jī)分體裝備在煤礦井下主要巷道內(nèi)，在發(fā)生冒頂事故后可快速地把設(shè)備運(yùn)輸至冒頂位置。搶險(xiǎn)救生機(jī)主要包括機(jī)械滑臺(tái)、動(dòng)力頭、四爪卡盤(pán)、中心支撐架、圓管、救護(hù)小車及刀盤(pán)組件等組成，其中動(dòng)力頭安裝在機(jī)械滑臺(tái)移動(dòng)工作臺(tái)上，中心支撐架安裝在機(jī)械滑臺(tái)尾部固定工作臺(tái)上，圓管一端靠四爪卡盤(pán)夾持動(dòng)力頭上，由動(dòng)力頭提供旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)圓管及刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，對(duì)前方坍塌的物料進(jìn)行破松，同時(shí)機(jī)械滑臺(tái)推進(jìn)，待坍塌物料打通后，四爪卡盤(pán)松開(kāi)圓管并與動(dòng)力頭移開(kāi)圓管位置，在圓管內(nèi)放入救護(hù)小車，救護(hù)人員通過(guò)救護(hù)小車快速安全，人性化的對(duì)坍塌受困人員進(jìn)行施救，同時(shí)，本搶險(xiǎn)救生機(jī)由多段構(gòu)成，每節(jié)圓管長(zhǎng)度3米，直徑0.6米，在推進(jìn)3米之后，延長(zhǎng)一節(jié)圓管，再由滑臺(tái)及動(dòng)力頭向前推進(jìn)，可無(wú)限延長(zhǎng)，便于長(zhǎng)距離掘進(jìn)救護(hù)。

2 搶險(xiǎn)救生機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

搶險(xiǎn)救生機(jī)為保證搶險(xiǎn)救援的及時(shí)性，所用零部件及外購(gòu)件具有互換性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)所有拼裝零件采用快速連接裝置。

（1）機(jī)械滑臺(tái)。機(jī)械滑臺(tái)主要用于安裝動(dòng)力頭、中心支撐架及圓管等，是整個(gè)設(shè)備的承載平臺(tái)，并為圓管的不斷進(jìn)給提供動(dòng)力，滑臺(tái)電機(jī)功率不小于7.5kW，使用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可進(jìn)行工進(jìn)及快進(jìn)快退，工進(jìn)速度5mm/min至1000mm/min可調(diào)，快進(jìn)快退速度最快可至6000mm/min，最大進(jìn)給力不小于50KN，工作行程不小于6000mm，可保證圓管的不斷延伸。

（2）銑削動(dòng)力頭。搶險(xiǎn)救生機(jī)采用1TX50銑削動(dòng)力頭作為旋轉(zhuǎn)主動(dòng)力源，安裝在機(jī)械滑臺(tái)的移動(dòng)工作臺(tái)上，主軸上安裝四爪卡盤(pán)，并固定圓管一端，帶動(dòng)刀頭組件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使冒落塌方的物料松散，方便圓管深入。

（3）四爪卡盤(pán)。四爪卡盤(pán)安裝在銑削動(dòng)力頭主軸上，起快速夾持、松開(kāi)圓管的作用，該四爪卡盤(pán)可夾持圓管直徑不小于φ830mm，允許的轉(zhuǎn)速不低于400r/min，并且每個(gè)卡爪可單獨(dú)移動(dòng)，適合安裝圓形及各種不規(guī)則工件。

（4）中心支撐架。中心支撐架安裝在機(jī)械滑臺(tái)的尾端固定工作臺(tái)，用于圓管的支撐。圓管一端與銑削動(dòng)力頭四爪卡盤(pán)連接，由于圓管長(zhǎng)度及重量原因，必須在機(jī)械滑臺(tái)的末端安裝中心支撐架。支撐輪軸線為紡錘形，可在圓管進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，減小運(yùn)行阻力，并提供較好的導(dǎo)向作用。

（5）圓管組件。圓管組件一端安裝在銑削動(dòng)力頭的四爪卡盤(pán)上，另一端安裝刀盤(pán)組件，在中心支撐架的支撐作用下，隨著機(jī)械滑臺(tái)的推移，刀頭組件鉆探塌陷物料，待鉆入機(jī)械滑臺(tái)一個(gè)行程后，安裝備用圓管，繼續(xù)推移，待塌陷物料區(qū)全部鉆通，打開(kāi)前端刀頭組件，去掉銑削動(dòng)力頭端的四爪卡盤(pán)，并把銑削動(dòng)力頭退回機(jī)械滑臺(tái)最左端，保證救護(hù)人員可進(jìn)入圓管組件內(nèi)，并通過(guò)圓管進(jìn)入塌陷區(qū)，把被困人員及受傷人員救出。

（6）救護(hù)小車。救護(hù)小車安裝在圓管內(nèi)的軌道上，可在圓管內(nèi)順利前后移動(dòng)，救護(hù)人員可俯臥在小車上，依靠雙手或后方人員作為動(dòng)力，到達(dá)塌方物料區(qū)域，然后安置被困人員或受傷人員在救護(hù)小車上，由救護(hù)人員在后方推動(dòng)，使被困人員逃出。

（7）電控系統(tǒng)。搶險(xiǎn)救生機(jī)的電控系統(tǒng)采用集中控制，全部操作可在一個(gè)操作臺(tái)完成，主要?jiǎng)幼靼C(jī)械滑臺(tái)工進(jìn)、機(jī)械滑臺(tái)工退、機(jī)械滑臺(tái)快進(jìn)、機(jī)械滑臺(tái)快退、機(jī)械滑臺(tái)速度調(diào)整、銑削動(dòng)力頭的電機(jī)啟閉、機(jī)械滑臺(tái)主電動(dòng)機(jī)啟閉、潤(rùn)滑系統(tǒng)電機(jī)啟閉、設(shè)備的自動(dòng)控制、急?？刂?。該電控系統(tǒng)在設(shè)置好參數(shù)后可按編制的程序進(jìn)行按步運(yùn)行，達(dá)到操作的自動(dòng)進(jìn)行。

3 搶險(xiǎn)救生機(jī)調(diào)試安裝

搶險(xiǎn)救生機(jī)組裝裝配完成后進(jìn)行了機(jī)械滑臺(tái)工進(jìn)、工退、快進(jìn)、快退、銑削動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)、機(jī)械滑臺(tái)速度調(diào)控、潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制、各處行程開(kāi)關(guān)的控制、四爪卡盤(pán)的夾緊與松弛、圓管在中心架上的前進(jìn)與后退、中心架對(duì)圓管的支撐、刀盤(pán)快速拆裝、圓管的快速拆裝等動(dòng)作，以上動(dòng)作均符合搶險(xiǎn)救生機(jī)的使用要求。

為保證搶險(xiǎn)救生機(jī)在實(shí)際塌方現(xiàn)場(chǎng)的使用效果，特在地面布置虛擬現(xiàn)場(chǎng)，用以記錄整體設(shè)備的安裝調(diào)試時(shí)間及圓管前進(jìn)效果，圓管拆裝的時(shí)間、救護(hù)人員在圓管內(nèi)的通行過(guò)程，救護(hù)被困人員的過(guò)程，救護(hù)小車的使用過(guò)程、刀頭組件的拆卸過(guò)程等各方面數(shù)據(jù)，經(jīng)模擬實(shí)驗(yàn)效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

搶險(xiǎn)救生機(jī)在發(fā)生塌方事故后可在現(xiàn)場(chǎng)快速組裝，并打通救護(hù)通道，使救護(hù)人員至被困人員身邊，通過(guò)救護(hù)小車把被困人員救出，此過(guò)程安全、可靠，救護(hù)過(guò)程及時(shí)、迅速，有效地保證塌方被困人員得到及時(shí)的救助，避免人員傷亡的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱新才.液壓傳動(dòng)與控制.重慶：重慶大學(xué)出版社，1996.

[2]國(guó)家煤礦安全監(jiān)督局.煤礦安全規(guī)程，2016，3.

[3]李炳文.礦山機(jī)械.航空工業(yè)出版社，2007.

[4]袁哲俊.金屬切削刀具.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982.

作者簡(jiǎn)介： 冀永凱，男，山東陽(yáng)谷人。