煤矿架空乘人装置防护设施的设计与应用

尹卫兵，程燕妮

(晋煤集团古书院煤矿机电管理部, 山西晋城市 048000)

煤矿架空乘人装置防护设施的设计与应用

尹卫兵，程燕妮

(晋煤集团古书院煤矿机电管理部, 山西晋城市 048000)

煤矿架空乘人装置是矿山井下长距离、大垂度运送人员的主要设备，实现了长时间连续运输，具有高效、安全、易操作等特点，但是由于煤矿井下环境条件的不确定性，在实际安装运行期间存在着脱轮、打滑等不足，根据现场条件进行适当的改造，采取有效的保护装置，确保乘人安全装置和高效运转。

架空乘人装置；钢丝绳脱轮；防护设施

架空乘人装置是一种高效的运人系统,其结构简单,布置方便,可以在轨道巷、带式输送机巷或其他巷道内设置,且能实现连续提升。晋煤古书院煤矿井下现有架空送人装置两部,由于安装地点均属于变坡点较多、且运距较长,因此原设备配套的各类保护装置很难确保架空送人装置的安全运行,在运行期间尝多次出现钢丝绳脱轮,人员乘座高峰期间运力下降导致打滑等现象。

为了确保煤矿井下安装运行架空送人装置安全运行,进一步提高煤矿井下架空乘人装置的安全保障程度,促进煤矿安全生产,本文对目前产品实际应用情况进行了深入研究,并采取可靠、有效的保护装置,以及对架空送人装置进行改造,成功实用于矿山。

1 原理及掉道分析

架空乘人装置的工作原理是:将钢丝绳安装在驱动轮、托(压)绳轮和尾轮上,并经设有重锤的张紧装置拉紧后,由驱动装置的电动机输出动力带动减速机上的驱动轮和钢丝绳作循环无极运行,乘人吊椅则通过抱索器与钢丝绳锁紧在运行的钢丝绳上,随钢丝绳上行或下行,从而实现运送员工的目的；其主要由驱动装置、托(压)绳装置、乘人器、尾轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等组成,结构特征见图1。

图1 架空乘人装置结构特征

架空乘人装置运送员工,其目的是缩短员工上下班的路途时间,减轻员工上下井的体能消耗,因此装置的安全、可靠运行显得尤为重要。但是在运行的过程中,经常会发生钢丝绳脱离托(压)绳轮不在轨道上运行的现象,俗称钢丝绳掉道。分析钢丝绳掉道的原因有:

(1)钢丝绳插接处不标准。架空送人装置的钢丝绳在安装插接后,由于工艺不达标导致绳芯软硬不一,在运转时碰到托绳轮会产生跳动,跳动幅度过大时,就会导致钢丝绳掉道、脱轮。

(2)托绳轮高低不一致。煤矿井下的架空送人装置一般在坡度巷道内安装运行,在安装过程中,由于巷道成型的原因,导致有些托绳轮并不在一条水平线上,当钢丝绳运行至过低的托绳轮处时,钢丝绳本身由于不接触托绳轮,近而导致脱轮、掉道。

(3)托绳轮位置不正。由于架空送人装置基本上属于长时间,不间断运行,由于检修时间少或检修不到位,因此会出现极个别托绳轮安装位置发生偏斜,钢丝绳运行至位置较偏的托绳轮时,由于接触面积发生改变,近而导致脱轮、掉道。

(4)托绳轮轮衬磨损严重。由于便用时间超期,部分托绳轮轮衬磨损严重,当钢丝绳运行至此时,有可能发生偏离近而形成掉道、脱轮。

(5)抱索器或者乘人吊椅损坏。当抱索器或者乘人吊椅损坏时,由于吊椅的重心发生偏移,导致钢丝绳运行轨迹发生偏差,近而形成掉道、脱轮。

(6)人员乘坐不规范。人员在乘坐吊椅时双脚点地、用脚蹬巷帮、摆动幅度过大、上下时用力甩吊椅等也有可能造成钢丝绳掉道、脱轮。

通过以上分析,首先要加强对员工的培训和教育,提高检修质量、加强工艺达标；其次是要即时更换损坏的各类零部件,确保设备本身完好；再次是要提升装置的各类保护和防护效果。

2 装置优化及应用

架空送人装置作为运送人员的特殊设备,保护本身配套的过卷、防松绳、沿线急停等保护,在使用过程中起到了很好的作用。但是在一些特殊情况下如何进一步完善保护设施,确保安全、可靠运行,保护装置就显得尤为重要。

(1)通过实际测量,将原固定抱索器长度减小了15 mm,进而满足钢丝绳在驱动轮与尾轮处的曲率半径需求,最大程度确保钢丝绳的安全运行。改造后的抱索器见图2。

图2 改造后的抱索器

(2)架空送人装置正常运行期间,钢丝绳在尾轮处是沿着尾轮的绳槽进行沿转,在钢丝绳受外力或张紧力下降时往往会出现突然抖动现象,由于尾轮下方没有能防止钢丝绳脱绳的防护装置,因此极易出现脱绳事故,通过现场分析,在尾轮附近加工并安装了一套能防止钢丝绳在尾轮处脱绳的保护装置(见图3),确保架空送人装置的安全运行。

图3 防止脱绳的保护装置

(3)正常运行期间,钢丝绳在单轮上方平稳过渡,但是由于人员的上下座椅,都会导致钢丝绳在运行期间出现抖动现象,进而导致钢丝绳从单轮的上方脱出绳槽,通过实际测量,设计并加安了单托绳轮防止脱绳的机械保护装置。

(4)鉴于钢丝绳受力后会出现不间断的、无规律性延伸,此时对钢丝绳的及时张紧是保证架空乘人装置安全运行的关键。为此,通过在机尾张紧导向轮处增设双向调控行程开关,完善了钢丝绳松绳的机械保护装置(见图4),确保了钢丝绳运行期间松紧适度并可控。

图4 防松绳保护装置

(5)为满足特定条件下,由于人员受伤等特殊要求,经过多次测量,重新设计并加安了一种特殊的专用座椅,座椅能满足人员平躺的需求,更有利于抢险救灾时的高效运转,见图5。

图5 专用座椅

(6)重新修订并完善《架空乘人装置安全操作规程》、《架空乘人装置检修标准》、《架空乘人装置乘座规范》等相关管理制度,规范员工的操作、检修及乘座作为。

3 结 论

改进后的防脱绳保护及安全防护设施,提升了架空乘人装置钢丝绳的安全系数；减少了在运行期间因抖动而脱单轮、过变坡点时掉双轮、钢丝绳跳动脱压绳轮的现象,更有利于架空送人装置的安全运行,同时由于设计了特殊的乘人座椅,能满足特定条件下人员需平躺的要求,更有利于装置的高效、安全、可靠运转。

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2015-05-26)

尹卫兵(1974-)，男，山西晋城人，中级工程师，研究方向为煤矿机电安全，Email:liuyiqun999＠163.com。