液壓驅(qū)動(dòng)大坡度多轉(zhuǎn)彎架空乘人裝置的應(yīng)用

楊 磊

（大同煤礦集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)有限公司，山西 大同 037003）

架空乘人裝置一般安裝的幾段巷道在同一直線，并且要求斜井和巷道坡度在18°以下。而對于幾段巷道不在同一直線，斜井和巷道基本坡度超過18°的傾斜井巷來講，架空乘人裝置的選型、安裝和管理有著特殊的要求。同煤集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)公司因?yàn)榫逻\(yùn)送人員的需要，決定在東斜井、3#聯(lián)絡(luò)巷、膠帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載巷、-500 m 集中遠(yuǎn)輸巷四段巷道安裝一部架空乘人裝置。針對該四段巷道表現(xiàn)出的大坡度、多轉(zhuǎn)彎的特點(diǎn)，經(jīng)研究和論證，確定選用安裝一部RJK275-35/2000U 型液壓驅(qū)動(dòng)架空乘人裝置，同時(shí)制定了有效的現(xiàn)場安全管理措施，確保了設(shè)備安全平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 工程概況

同煤集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)有限公司位于懷仁縣云中鎮(zhèn)。礦井井田面積為12.207 9 km2，礦井保有儲(chǔ)量為16 608 萬t，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為9 345.4 萬t，服務(wù)年限為55 年。礦井開拓方式為斜井立井混合開拓，主要運(yùn)輸方式為斜井強(qiáng)力皮帶，輔助運(yùn)輸為膠輪車運(yùn)輸，礦井生產(chǎn)布局為一井一面，綜采采用走向長壁后退式綜采放頂煤工作面，工作面頂板管理為全部垮落法。

虎龍溝煤業(yè)公司原有東、西斜井為混合提升井，礦井改造后，新增加皮帶斜井提煤，東斜井撤掉原有提升機(jī)，安裝架空乘人裝置專門用于升降人員，西斜井擔(dān)負(fù)除升降人員外的所有輔助提升任務(wù)，并能滿足整體升降液壓支架等大型設(shè)備的任務(wù)。為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，該礦決定在東斜井、3#聯(lián)絡(luò)巷、膠帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載巷、-500 m 集中遠(yuǎn)輸巷四段巷道安裝一部架空乘人裝置。四段巷道的長度依次為450 m、165 m、175 m、280 m，坡度依次為23°、13°、3°、25°。因此該設(shè)備整體的運(yùn)行距離為1090 m，從上而下依次經(jīng)過163°、125°、148°三個(gè)轉(zhuǎn)彎。架空乘人裝置巷道平面如圖1 所示。

圖1 架空乘人巷道平面示意圖

2 架空乘人裝置的選型及安裝

2.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇

當(dāng)前架空乘人裝置主要有蝸輪蝸桿傳動(dòng)、變頻調(diào)速和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三種驅(qū)動(dòng)方式。

蝸輪蝸桿傳動(dòng)的缺點(diǎn)：（1）傳動(dòng)摩擦損失比較大，傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)效率不超過50 kW；（2）傳動(dòng)過程摩擦較大，熱量產(chǎn)生較多，容易造成零部件及油液溫度升高，而發(fā)生油液泄漏、蝸輪磨損、軸承損壞等故障。

變頻調(diào)速系統(tǒng)存在如下缺陷：（1）價(jià)格昂貴；（2）產(chǎn)生的諧波干擾直接影響其他電氣設(shè)備的工作；（3）工作性能不定，核心元件易損壞：（4）調(diào)速范圍受限，且防爆變頻器及其配套的變頻電機(jī)價(jià)格較高；（5）配置變頻器的驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)啟動(dòng)時(shí)也是帶負(fù)荷啟動(dòng)，不能空載啟動(dòng)。

液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)能可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和正反轉(zhuǎn)；（2）可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)空載啟動(dòng)，提高設(shè)備及零部件的使用壽命；（3）可以任意設(shè)定啟動(dòng)和停車的加、減速特性；（4）液壓驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，較適合井下復(fù)雜的環(huán)境；（5）液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比高。

經(jīng)過多方的論證選型，虎龍溝煤業(yè)選用RJKZ75-35/2000U（A）型煤礦大坡度可摘掛抱索器架空乘人裝置。該裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓油泵型號(hào)為HPV35-02RH1P，液壓馬達(dá)型號(hào)為A2FE107/61W-VZL100，液壓減速機(jī)型號(hào)為713C3B34A097 H65WHWU26。

2.2 架空乘人裝置在膠帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載巷的安裝

架空乘人裝置在長度為175 m 的膠帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載巷的安裝中采用“皮機(jī)合一”的安裝方式，安裝斷面示意圖如圖2 所示。從圖中可知，在膠帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)載巷中，既需要安裝架空乘人裝置，又需要安裝帶式輸送機(jī)。在這種情況下，必須將巷道的斷面進(jìn)行擴(kuò)大改造，同時(shí)將以往的工字鋼棚支護(hù)方式改造為錨噴支護(hù)方式，有效地提高支護(hù)效果。這樣就實(shí)現(xiàn)了“皮機(jī)合一”的安裝，同時(shí)將帶式輸送機(jī)與架空乘人裝置隔開。

圖2 裝置“皮機(jī)合一”的安裝斷面示意圖

2.3 轉(zhuǎn)彎裝置的安裝

在該架空乘人裝置的安裝過程中，要經(jīng)過3 個(gè)轉(zhuǎn)彎，下面以設(shè)備在2 號(hào)轉(zhuǎn)彎處橫梁的安裝情況進(jìn)行分析。在2號(hào)轉(zhuǎn)彎處設(shè)備的橫梁安裝圖如圖3所示。

圖3 2 號(hào)轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)彎裝置橫梁安裝示意圖

安裝過程：（1）檢查轉(zhuǎn)彎裝置橫梁的安裝是否符合設(shè)計(jì)要求；（2）在橫梁上做好安裝中心線標(biāo)記；（3）安裝吊梁及轉(zhuǎn)彎輪固定板；（4）安裝轉(zhuǎn)彎輪及雙壓輪繩；（5）調(diào)整輪距，使外弧轉(zhuǎn)彎外側(cè)輪槽中心和內(nèi)弧轉(zhuǎn)彎輪內(nèi)側(cè)輪槽中心到安裝中心線的距離均為鋼絲繩間距的一半，調(diào)節(jié)方法為轉(zhuǎn)彎輪和轉(zhuǎn)向輪吊架配合調(diào)節(jié)。

3 架空乘人裝置的運(yùn)行管理方案

3.1 行人安全管理方案

該架空乘人裝置安裝后，由于是雙向運(yùn)行模式，設(shè)備運(yùn)行距離長達(dá)1090 m，該設(shè)備乘坐的人員非常之多，因此對于乘坐該設(shè)備的行人安全管理是非常重要的。運(yùn)輸設(shè)備上的各種保護(hù)裝置必須齊全，保護(hù)裝置的安全性和可靠性要高。在架空乘人裝置的機(jī)頭、機(jī)尾和各轉(zhuǎn)載點(diǎn)都要配備專職管理人員，要求其認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好自己的工作，要求行人間距必須大于10 m。

3.2 座椅管理方案

為保障乘人裝置運(yùn)送人員的安全性，制定了座椅管理方案，工作人員在乘坐裝置時(shí)必須執(zhí)行嚴(yán)格的座椅使用方法，確保安全。人面向鋼絲繩運(yùn)行方向，將座椅立放在身前，用腳和雙腿固定座椅；打開座椅中間的閉鎖裝置，旋轉(zhuǎn)座椅，使抱索器與鋼絲繩平行后，閉合閉鎖；確認(rèn)抱索器在吊椅桿前方，雙手托起座椅，吊掛，乘坐；下車時(shí)，人員平穩(wěn)站立后雙手托舉座椅，使抱索器脫離鋼絲繩，摘下座椅放到指定地點(diǎn)。

4 效果分析

通過研究和論證，液壓驅(qū)動(dòng)RJKZ75-35/2000U（A）型煤礦大坡度可摘掛抱索器架空乘人裝置在虎龍溝煤業(yè)成功安裝并投入運(yùn)行。設(shè)備至今已運(yùn)行有1 年時(shí)間，設(shè)備整體運(yùn)行穩(wěn)定，無安全事故發(fā)生，保障了井下224 人的乘坐需求。設(shè)備在實(shí)踐應(yīng)用過程中，表現(xiàn)出了操作簡便、隨到隨行、耗能少、運(yùn)輸效率高的優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了安全、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為實(shí)現(xiàn)該礦安全高產(chǎn)開采奠定了基礎(chǔ)。