某矿JKMD提升机罐笼挡车装置的改进

乔艳青

（山煤集团蒲县万家庄煤业有限公司，山西蒲县 041204）

0 引言

副立井担负着煤矿下料、下设备、出矸石等任务，是矿井物料运输的咽喉。副立井的安全运行，是实现矿井安全高效生产的必要保障。煤矿安全规程对立井提升做了详细的规定，其中：立井罐笼提升井口、井底和各水平的安全门与罐笼位置、摇台或者锁罐装置、阻车器之间的联锁，必须符合下列要求:

（1）井口、井底和中间运输巷的安全门必须与罐位和提升信号联锁：罐笼到位并发出停车信号后安全门才能打开；安全门未关闭，只能发出调平和换层信号，但发不出开车信号；安全门关闭后才能发出开车信号；发出开车信号后，安全门不能打开。

（2）井口、井底和中间运输巷都应当设置摇台或者锁罐装置，并与罐笼停止位置、阻车器和提升信号系统联锁：罐笼未到位，放不下摇台或者锁罐装置，打不开阻车器；摇台或者锁罐装置未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号[1]。

上述内容均未对罐笼内挡车装置进行约束。结合立井提升实际情况，某矿副立井采用单层双矿车罐笼提升，最大运行速度可达6.47 m/s。罐笼底部安装一套可扳动的挡车装置，通过固定罐笼内矿车的车轮，达到稳定矿车的目的。但是在实际应用中，把钩工容易因忘记扳动罐笼底部的挡车装置而造成窜车事故。而且即使底部挡车装置扳到位的情况下，当提升机高速运行时，罐笼底部的挡车装置作用有限，不能有效地固定罐笼内的矿车，在急停或是罐道变形的情况下[2]，罐笼在运行中剧烈晃动，罐笼底部的挡车装置难以有效卡住矿车，也容易出现窜车事故[3]，严重影响提升系统的安全运行。

本文作者提出对罐笼挡车装置进行改进的方案。在矿车车身中部增加一套柔性挡车装置，对矿车进行冗余保护，并对信号设备的PLC程序进行改进，实现挡车装置与信号闭锁[4]。当把钩工没有按规定使用挡车装置时，信号设备不能发出开车信号。通过这次改进，大大提高了物料提升的可靠性，而且操作简便，易于上手。

1 实施方案

1.1 改进内容

1.1.1 机械部分的改进

在罐笼两侧焊接U型卡，一侧固定铁链，铁链终端连接钩环，使用时将钩环钩在对侧的U型卡上，链条高度适中，可以阻挡矿车车身窜动。链条终端同时用细钢丝绳连接一磁铁。链条选用T8级起重链条，如图表1和表1所示。

图1 T8级链条

表1 T8级起重链条参数表

根据罐笼内最大载荷重量进行强度校验：

F=mg=16.8 t×9.8=165 kN

根据表1，10×30的链条最小破断负荷为181 kN＞165 kN，故选用10×30的链条。1.1.2电气部分的改进

（1）在井口和井底停车位置安装GCU100矿用本安型磁感应接近开关[5]。接近开关安装在正对钩环固定的位置，在接近开关对应的罐笼部位开孔，并焊接磁铁固定架，使得磁铁可以在开孔部位伸出罐笼一定距离去控制磁感应接近开关。

（2）对信号机PLC程序进行改进，在程序信号闭锁回路中串接一输入点X50。当新装的挡车装置链条挂好后，将磁铁装于磁铁固定架上，磁感应接近开关动作使输入点X50接通，PLC程序内部信号闭锁回路接通。此时，显示操车完成，可以发开车信号。

1.2 具体步骤

在罐笼相关部位焊接U型卡，并安装挡车铁链。铁链终端安装挂钩和磁铁。在罐笼相关部位进行开孔，在罐笼外侧焊接磁铁固定架，用于固定磁铁，确保磁铁不会在运行中自行脱落。在井上下磁铁对应部位安装GUC100矿用本安型磁感应接近开关。将接近开关与PLCX50端子连接，对PLC程序进行补充[6]，在程序信号闭锁回路中增加X50挡车装置闭锁点。并且只有在提物模式下，该挡车装置闭锁才起作用，提人模式下忽略该挡车装置闭锁功能。

2 工作原理

罐笼挡车装置结构示意图如图2所示，PLC程序示意图如图3所示。

图2 罐笼挡车装置结构示意图

工作原理介绍：

矿车在推入罐笼前，把钩工先将内侧挡车铁链挂好，并将磁铁吸于磁铁固定架上。然后将矿车推入适当位置，将底部原装挡车装置扳好，卡住矿车车轮，最后将外侧挡车铁链末端的挂钩挂好，铁链挡住车身并吸好磁铁（图2），此时PLC程序中挡车X50闭锁接通。然后关好安全门，摇台升起到位，安全门闭锁和摇台闭锁接通，此时井口信号操车装置操作台显示操作完成。可以发出开车信号（图2）。如果挡车铁链没有挂好或者挡车磁铁没有吸于磁铁架内，则PLC内挡车闭锁不能接通，操作完成指示灯不亮，不能发出开车信号。

当罐笼内乘坐人员时，信号工选择提人方式，则PLC程序内甩掉X50挡车装置闭锁功能，此时把钩工可以不用操作挡车装置，当安全门关到位同时摇台升到位时，则可以发出开车信号，主提升司机通过信号工发出的开车信号进行开车。

图3 PLC程序示意图

3 方案的优点

（1）挡车装置选用柔性挡车材料，可用铁链或者钢丝绳，减小罐笼内占用空间。和刚性材料相比，在宽罐笼内使用，刚性材料受到的弯矩较大，容易损坏，而柔性材料在冲击下主要受到拉力和剪切力，比刚性材料更加耐用。

（2）磁铁选用矿用本安型磁感应开关配套的磁铁，该磁铁磁场强度较大，而且长度足够长，可以有效缓解提升重物时造成的罐笼竖直方向的偏移。

（3）矿用本安型磁感应接近开关完全适用于煤矿井下，不会因为煤安证、防爆证等安全事项限制改造工作的落实[7]。

（4）继续改进PLC程序后，挡车磁铁可以改为磁性铁棒，直接在罐笼开30×300的长槽，既减小安装空间，又可省去磁铁固定架。当挡车铁链挂好后，将磁棒从长槽上部划到下部（类似于银行卡刷卡过程），即可接通挡车闭锁。操作更加简便。

4 结语

副立井JKMD提升机[8]挡车装置改进后，实际运行效果良好，即使提升机在全速运行时，矿车也能够保持平稳，在入四角罐道时，减少了对四角罐道的冲击。在数次下放重型设备时，挡车装置能够有效锁住重物，保证提升机平稳、安全运行。此次改进方案施工工艺简单，施工成本低，改进后操作简便，提升系统运行稳定，安全可靠，对其他矿井在立井提升安全管理工作方面有较大的启发和指导意义。