斜井跑车防护装置应用探讨

曾维昌

(福建省龙岩红炭山机械有限公司，福建 龙岩 364000)

0 概述

斜井运输是煤矿事故易发、多发之处，斜井运输事故的发生轻者损坏设备，重者造成人员伤亡，严重影响煤矿生产安全与效益。《煤矿安全规程》第三百七十条对斜井串车提升运输方式作出明确规定:“在倾斜井巷内使用串车提升时，必须遵守下列规定:(一)、在井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置??(即一坡三挡)上述挡车装置必须经常性关闭.放车时方准打开(常闭性要求)。兼作行驶人车的倾斜井巷，在提升人员时，倾斜井巷中的挡车装置和跑

车防护装置必须是常开状态，并可靠地锁住(常开性要求)。按理说《规程》有明确且必须执行的规定，大家照办就可确保斜井运输安全了，然现实确使人失望:有的装了使用不正常，或装了不投入正常使用，或装了不敢投入使用(只是装个样子)，有的根本就不装。任凭事故发生，毫无办法。究其原因无非是管理者不够重视，现有的防护装置不好用，使用安全可靠性差，投入成本大，安装不方便等。

1 斜井运输跑车防护装置的现状及分析

目前国内斜井运输跑车防护装置主要由检测系统(信息采集处理)、执行驱动装置、阻拦机构和缓冲机构4部分构成。

1.1 检测系统主要有:雷达系统、红外线传感器、旋转编码器式等电子类产品，压敏限位开关、行程开关等接触式和机构动能冲撞式。

1.2 执行驱动装置有:电动式、液动式、气动式、脱扣式等。

1.3 阻拦装置有:钢性阻拦装置、柔性阻拦装置、钢柔结合阻拦装置、直接钩轴式等。

1.4 缓冲机构有:摩擦式吸能(卷筒式、串杆式)和塑性变形吸能等。

2 阻拦状态形式分析

阻拦状态形式主要分为常开式和常闭式两大类。

2.1 常开式是指阻拦装置在正常情况下处于打开状态，当出现矿车飞车(检测系统检测到超速)时驱动阻拦装置动作阻拦。此种方式存在一些问题:首先是不符合《煤矿安全规程》第三百七十条对阻拦装置必须常闭性的要求。其次是平时无法进行经常性试验，可靠性无法保证，即需要动作时不一定能动作。综上两点，这种形式的跑车防护装置根本不能采用，达不到确保斜井跑车防护安全的目的。

2.2 常闭式是指阻拦装置在正常情况下处于关闭状态，当矿车正常运行接近阻拦装置时阻拦装置动作提起打开，矿车通过后再动作放下关闭。当矿车出现飞车时阻拦装置不动作，直接将飞车拦住的装置。此种方式的优点是:首先阻拦装置是常闭的，符合《煤矿安全规程》的要求，其次阻拦及其驱动装置在矿车每次正常运行通过一次都要动作一个循环，这样就相当于对整个装置进行了一次检验，配合声光信号，绞车司机就能够及时掌握跑车防护装置的运行情况，这样只要阻拦装置牢固可靠就可确保跑车防护装置的安装功能__斜井跑车防护的作用.综上分析此种方式是可行的，但也存在一些问题，现作如下分析探讨。

2.2.1 任何装置在长期的运行中都会出现各种各样的故障和问题，由其是启停频繁的电器元件、设备，故障更是在所难免。而在斜井设置一个常闭的阻拦装置，一旦出现故障而不能正常打开，是必出现新的问题:矿车不能正常通过。

2.2.2 下放时还好，只是将矿车拦住放不下而已，不会引发大的事故。可提升时不能正常打开，若没有相应的防护措施，就会造成人为拦住了提升上行的车辆造成断绳飞车事故，这是绝对不允许发生的，如何解决应对阻拦装置作进一步探讨分析，确保其安全。

2.2.3 采用钢性阻拦装置时，一旦执行机构出现故障失灵时，由于其钢性的作用，提升时圹车会将阻拦装置顶开滑过，不会将矿车拦住造成事故，这是这类阻拦装置的优点，但这类阻拦装置对阻拦装置本身和飞行的矿车都是破坏性太大，恢复起来也很难，因此一般都不予采用。

2.2.4 采用柔性阻拦装置(一般用钢丝绳编织成的阻拦网)时，这类装置阻拦效果好，破坏性小，恢复起来也快，这是它的优点，但一旦执行机构出现故障失灵时，矿车无法将阻拦网象钢性阻拦装置那样顶起滑过，而是会被拦住造成事故，因此不能将此类阻拦装置单独使用。

2.2.5 采用钢柔结合阻拦装置，是取其以上两点分析的优点而设置的，只要设计的合理，这种方式其优点是明显的。应以柔性阻拦为主，钢性阻拦为辅的结构设计为好。

2.2.6 柔性阻拦为主钢性阻拦为辅是指阻拦由柔性装置(一般用钢丝绳编织成的阻拦网)完成，执行机构出现故障失灵时由钢性阻拦装置负责顶起柔性阻拦装置使矿车提升运行时安全通过及辅助柔性阻拦网提升(打开)下放(关闭)的作用，而不用其阻拦功能，这样就不会在执行阻拦时被破坏增加恢复的困难。

3 关于检测系统的应用

采用哪种型式都行，只要能配合常闭式跑车防护阻拦装置在矿车到达设计位置能按要求正常动作，使其正常通过，在事故飞车时不动作即可。为确保可靠可在每个需要检测的位置设置前后两个检测点(第二个作为第一个备用)，当第一个失效时第二个应起效，且有声光报警，提示维修人员及时修复，确保运行的可靠性。

4 驱动执行装置

4.1 电动式有提升小绞车和电动推杆等都可以使阻拦装置实现灵活的提升和下放，不过在频繁的启动过程中和执行电器(如行程和接近开关等)也是容易发生故障，甚至导致电机因过载而烧毁。但其占地小，投资少，维护简单，在现场(斜井内特殊的环境)容易实现(可在每一阻拦装置设置点独立设置)等优点被广泛采用。因此在应用中要对线路设计进行适当改进，对每一执行电器都设置保护电器(作为第二执行电器)并相应设置声光、语音报警装置，使绞车司机能及时掌握各设备运行状态，故障时及时通知维修人员及时修复，确保设备安全运行。

4.2 液压、气动式驱动装置，反应灵敏可靠，对频繁开闭影响不大，是理想的执行机构。但其液压、气动站建立的特点若各点独立设置投资大，维护成本高;集中设置则在斜井井巷长距离设置管路并确保安全运行难以实现，因此基本不以采用。

4.3 脱扣式驱动装置只能使用在常开式阻拦装置中，不宜推广使用，这里不作说明。

5 缓冲吸能机构

缓冲吸能机构是吸收矿车因飞车产生的动能(由势能转换形成)使矿车减速直至停止(同能耗制动原理)的机构。常用的有摩擦式吸能和塑性变形吸能等。

5.1 卷筒摩擦式吸能是通过连接阻拦机构的钢丝绳带动缓冲器转动，使缓冲器中的动静片及摩擦材料相互作用产生摩擦力.吸收矿车下冲动能这种吸能方式的摩擦副完全密封于卷筒内，不受外界因素影响，结构简单紧凑，在斜井井巷内适应性强且易安装，动作后复位快，是较理想的缓冲装置之一。

5.2 串杆式摩擦吸能装置是通过连接阻拦机构的钢丝绳带动固定在井巷内岩壁上的串杆(动)及摩擦副组(静)之间相互作用产生摩擦力.吸收矿车下冲动能的装置。该装置纯钢制作，材料厚实，固定在岩壁上，紧贴岩壁安装，几乎不占空间位置，摩擦副可增可减，环境适应较强，维护简单，动作后复位简单容易，是较理想的缓冲装置之一。

5.3 塑性变形吸能是通过连接装置迫使扁钢带产生S形塑性变形，吸收矿车下冲动能在潮湿的环境中钢带极易锈蚀.锈蚀的钢带再进行塑性变形会出现断裂.缓冲器失去了吸能的作用所以塑性变形吸能不适应井巷潮湿的环境。

6 结束语

综上撰述，采用哪种组合应该说是容易选择的，只要实现柔性缓冲拦截能力强(减少或不产生破坏性)，提网机构有配置脱扣装置，有效避免机构本身的损伤，安装方便，维护简单，性能稳定，综合性能优，不会因故障产生安全事故，动作后复位简单容易等，加上管理者重视，监管到位，相信正常投入使用将成为使用者的必备愿望，毕竟安全是自己需要的。相信煤矿斜井运输事故，将会因跑车防护装置的正常应用而避免。