聯(lián)動門阻車裝置在小型礦山斜井中的運(yùn)用

李軍成 許院

摘?要： 通過介紹普通阻車裝置、自動阻車器裝置和聯(lián)動門阻車裝置，比較器優(yōu)缺點(diǎn)，簡述聯(lián)動門阻車裝置在寶山礦的實踐應(yīng)用情況。認(rèn)為聯(lián)動門阻車裝置在小型礦山的斜井中具有很好的效果，具有實際推廣意義。

關(guān)鍵詞： 阻車器;聯(lián)動門;斜井

【中圖分類號】TH866?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.202

0?前言

由于斜井具有掘進(jìn)和組織提升運(yùn)輸方便，開拓成本和運(yùn)行維護(hù)成本低等因素，在金屬非金屬地下礦山的生產(chǎn)中，大量使用斜井進(jìn)行開拓。斜井在使用中，由于脫掛鉤操作，鋼絲繩斷等人員和設(shè)備原因，容易發(fā)生跑車事故。所以國家強(qiáng)制推行使用阻車器和斜井防跑車裝置，所謂一坡三擋。在小型礦山中由于斜井大多是比較短，常常是一個中段一個肓斜井，所以斜井?dāng)?shù)量多，斜長短。小型礦山產(chǎn)能小，礦車少，單個工作日提升次數(shù)少。這就為小型礦山選用阻車器和斜井防跑車裝置給出了難題。目前大多礦山都是普通阻車裝置搭配各種類型的斜井防跑車裝置使用，或者智能化的自動阻車器裝置搭配各種類型的斜井防跑車裝置配用，但是使用效果或者不好，或者安裝造價高昂，或者大材小用。

1?幾種阻車裝置的比較

1.1?普通阻車裝置

阻車器是在礦車自溜運(yùn)行軌道上阻止礦車運(yùn)行的設(shè)備，它分為單式阻車器和復(fù)式阻車器兩種，前者有一對阻爪，后者有兩對阻爪，兩對阻爪之間，間隔一定距離。復(fù)式阻車器又叫限數(shù)阻車器，它能限制開啟一次阻車器通過的礦車數(shù)量，以便向翻車機(jī)或罐籠供給一定數(shù)量的礦車[1]。

阻車器按機(jī)構(gòu)類型，有阻車輪式的，阻車軸式的，阻車輛下部附設(shè)的底擋及阻緩沖器的等各種類型。各種阻車器通常均裝有停車緩沖裝置，利用彈簧吸收礦車撞擊的能量，使車輛停止。為使礦車不致傾覆或掉道，礦車駛近阻車器的速度一般不得大于0.75～1.0m/s[1]。

1.2?自動阻車器裝置

工作原理：在絞車啟動時，絞車房主控PLC對編碼器發(fā)生脈沖進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)積累到，該發(fā)出指令值時，便發(fā)指令。

工作過程：礦車下行時本裝置待命，PLC主控接通電源，絞車啟動，當(dāng)?shù)V車運(yùn)行到PLC內(nèi)部計數(shù)器第一設(shè)定值時，發(fā)出松軌信號，阻車器液壓裝置開始啟動，同時電磁換向器電磁鐵（Y2）得電，于是電磁換向閥向左移動。此時油液由液壓缸右腔流入，左腔流出，那么活塞桿驅(qū)動阻車器本體就實現(xiàn)松軌動作，礦車放行。當(dāng)?shù)V車運(yùn)行達(dá)到第二設(shè)定值時，發(fā)出抱軌信號，阻車器液壓裝置開始啟動，同時電磁換向器電磁鐵（Y1）得電，（Y2）斷電。于是換向于是電磁換向閥向左移動。此時油液由液壓缸右腔流入，左腔流出，那么活塞桿驅(qū)動阻車器本體就實現(xiàn)抱軌動作，使阻車器本體處于抱緊軌道狀態(tài)[2]。

礦車上行時，與下行時恰恰相反。

當(dāng)?shù)V車運(yùn)行速度大于或者等于115%時（或出現(xiàn)飛車或溜車事故時），限速繼電器瞬間動作。相應(yīng)地安全回路中一組限速繼電器常閉觸點(diǎn)，就會斷開從而切斷絞車安全回路，迫使絞車安全制動停車[2]。

優(yōu)點(diǎn)：和手動操縱式阻車器相比，功能更齊全、性能更穩(wěn)定、安全可靠性更高。缺點(diǎn)：安裝要求高、穩(wěn)定性差、造價高。

2?聯(lián)動門阻車裝置

寶山礦使用腳踏式阻車器和聯(lián)動門阻車器來實現(xiàn)“一坡三擋”，多重保險保障礦山斜井使用中跑車、飛車事故發(fā)生。

2.1?裝置構(gòu)成

聯(lián)動門阻車裝置由兩部份組成，一部分是腳踏阻車作用的阻車裝置，一部份為雙聯(lián)動的擋車門。

腳踏阻車裝置部分是在斜井井口的軌道位置（聯(lián)動門的上阻車門和阻車器，均要求在井口位置，不在井口位置則工人操作困難，很難整合成一整體）。主要是利用配重使得阻車器的擋桿能夠頂住礦車車軸或底座，工作時用腳將其踩下，使其不能阻擋礦車運(yùn)動，防止礦車跑車或脫鉤后倒退下斜井，傷害斜井設(shè)施和人員。

聯(lián)動門部份是在斜井的軌道上，用槽鋼或者工字鋼建立兩相距不遠(yuǎn)的兩門框，兩門框分布在斜井的不同位置，一在上方一在下方。再用工字鋼焊成格篩狀作門，門的上方與門框之間用滾軸聯(lián)系。門下方的工字鋼長于門框兩側(cè)，以便從門框獲得力支撐。兩門之間用鋼絲繩和天輪建立聯(lián)動關(guān)系，如圖1所示。

通過實驗和計算表明碰撞時間與彈性模量以及擋車的質(zhì)量有關(guān)，硬度越高，碰撞的越短暫，擋車裝置的質(zhì)量越大，吸能的時間延長，碰撞的時間也延長，倘若擋車系統(tǒng)沒有設(shè)置緩沖裝置，或者設(shè)置不當(dāng)，由于礦車的碰撞力是相當(dāng)大的，其對擋車裝置的破壞力也難以想象[3]。但由于小礦山礦車質(zhì)量相對較小，裝載的質(zhì)量也不大，在斜井自溜運(yùn)行的距離也不大，所以小礦山的礦礦車碰撞力并非很大，選取適當(dāng)型號的槽鋼或者工字鋼即可。如12kg/m的鋼軌或工字鋼。

2.2?裝置工作過程

當(dāng)?shù)V車載重提升到下方的門時，工人拉下上方的門，下方的因聯(lián)動門被拉起;礦車通過下方門后，工人拉起上方的門，下方門的因聯(lián)動被拉下。從而起到保護(hù)作用，防止出現(xiàn)飛車事故。礦車通過上方的門后，再拉下上方的門，讓上方的門也起保護(hù)作用，如圖2所示。當(dāng)?shù)V車來到阻車器時，因阻車器背向礦車，礦車不受影響，當(dāng)?shù)V車通過阻車器后，阻車器自動彈起，防止摘鉤時礦車向后溜行，倒成事故。

當(dāng)工人推著空車來到阻車器前方20m時，工人放開礦車，任礦車溜行，這時阻車器確保了礦車不會失控，待車停下好掛鉤后，工人拉起上方的門，下方的因聯(lián)動門被放下，從而起到保護(hù)作用，同時踏下阻車器控制繩，讓空車放行，當(dāng)?shù)V車下放到下方門附近時，再拉下上方的門，讓礦車?yán)^續(xù)下放。

所以，聯(lián)動門阻車裝置是雙重的防護(hù)，但其又簡單實用。

3?優(yōu)缺點(diǎn)比較

3.1?聯(lián)動門阻車裝置與普通阻車裝置比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

聯(lián)動門阻車裝置比普通阻車裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：①制作簡單，成本低;②安全性能高，雙重保護(hù)，能有效防止人工脫鉤、掛鉤、斷繩和推車造成的跑車事故;③防范性能好，整個斜井?dāng)嗝娑伎煞雷o(hù)，即便礦車翻滾也能起到防護(hù)作用;④安裝容易，即便軌道完工后再安裝也可以;⑤運(yùn)作穩(wěn)定，維修容易。

3.2?聯(lián)動門阻車裝置和礦用阻車器自動裝置比較

聯(lián)動門阻車裝置與礦用阻車器自動裝置比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：①制作簡單，成本低;②安全性能高整個斜井?dāng)嗝娑伎煞雷o(hù)，即便礦車翻滾也能起到防護(hù)作用;③安裝容易，即便軌道完工后再安裝也可以;④運(yùn)作穩(wěn)定，維修容易。

由比較可知，聯(lián)動門阻車裝置比普通阻車裝置和礦用阻車器自動裝置在小型斜井中應(yīng)用更具優(yōu)勢。

4?聯(lián)動門阻車裝置在寶山礦的應(yīng)用情況

4.1?小型礦山斜井運(yùn)輸阻車裝置現(xiàn)狀

斜井運(yùn)輸是礦山運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，它直接影響到礦山的安全和效益，近年來，斜井跑車脫軌事故屢有發(fā)生，造成嚴(yán)重危害。為了吸取事故教訓(xùn)，有效地防范井下脫軌事故的發(fā)生，保證井下工作人員安全，促進(jìn)安全生產(chǎn)形勢的持續(xù)穩(wěn)定國家安全總局提出了“一坡三擋”的措施。根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》第三百七十條規(guī)定：在傾斜的井巷內(nèi)安設(shè)能將運(yùn)行中斷繩，脫鉤阻止住的跑車防護(hù)裝置，因此斜井安設(shè)防跑車裝置是保障井下安全生產(chǎn)必不可少的措施[4]。對于小礦山的短斜井，如果安設(shè)技術(shù)復(fù)雜，造價昂貴防跑車裝置，如霍爾傳器式、壓敏限位開關(guān)式、紅外線傳器式、旋轉(zhuǎn)編碼器式和多普達(dá)雷達(dá)式等等[5]，雖然安全效果很好，但是造價和運(yùn)行管理成本較高，不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律，其必然會帶來礦山生產(chǎn)成本的提高。根據(jù)《安全規(guī)程》，必須安設(shè)阻車裝置和防跑車裝置。

4.2?廣西蒼梧縣寶山礦區(qū)鉛鋅銀礦應(yīng)用情況

廣西蒼梧縣寶山礦區(qū)鉛鋅銀礦作為小型非煤金屬地下礦山，產(chǎn)量小，每日需通過斜井完成170斗（0.75m3礦石和廢石提升。寶山礦的斜井較短，斜長約100m。采用聯(lián)動門阻車裝置前，在268斜井口需要三人一起作業(yè)，一人開卷揚(yáng)機(jī)，一人管阻車器和防跑車裝置，一人脫鉤和推車作業(yè)，每年都會發(fā)生1～2起，由于人員疏忽發(fā)生的跑車和飛車事故，破壞了斜井中的管網(wǎng)設(shè)施，所幸未發(fā)生人員傷害。采用聯(lián)動門阻車裝置后，只需兩人，除一人開卷揚(yáng)機(jī)，一人可完成脫掛鉤作業(yè)和推車工作，同時兼顧阻車器防止跑車事故;2010年，采用聯(lián)動門阻車裝置以來，未發(fā)生一起因為脫掛鉤、跑車產(chǎn)生的設(shè)施和人員傷害事故，大大提高了斜井運(yùn)輸作業(yè)的安全。

由于斜井較短，聯(lián)動門的兩門又相距較遠(yuǎn)，即使把門裝在斜井上部，也能保證整個斜井的安全，這本是一般斜井的短處，但應(yīng)用聯(lián)動門阻車裝置，這種短處得到了很好的彌補(bǔ)。

5?結(jié)論及推廣意義

聯(lián)動門阻車裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價成本低，管理容易，特別適用于小礦山斜井中推廣，它能發(fā)揮阻車裝置和斜井防跑車裝置聯(lián)合作用，雙重防護(hù)安全。作為一種替代阻車裝置和防跑車裝置在斜井中的作用的裝置，聯(lián)動門阻車裝置擁有廣泛的適用性。在井底加裝一常開式防跑車裝置，則亦可應(yīng)用于較深的斜井。

推廣聯(lián)動門阻車裝置在斜井運(yùn)輸中的應(yīng)用，防止礦山斜井運(yùn)輸中由于脫掛鉤、短繩造成的跑車、飛車事故，將大大提升斜井運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑢τ谏a(chǎn)能力較小的礦山斜井有積極意義。

參考文獻(xiàn)

[1]?吳統(tǒng)順等.采礦手冊.[M].出版社：冶金工業(yè)出版社.1988.

[2]?王章利，徐波，蘇三星等.PLC在礦用阻車裝置中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008，20（4）：251-252.

[3]?宋如敏.礦車擋車裝置的撞擊過程研究與時間計算[J].煤礦機(jī)械，2008，29（1）：41-42.

[4]?國家安全生產(chǎn)監(jiān)督總管理局.煤礦安全規(guī)程[M].北京煤炭工業(yè)出版社，2010.

[5]?陳光毅，王博文.斜井防跑車裝置的發(fā)展歷程[J].煤礦機(jī)械，2008，27（1）：128-130.