单向活动抱索器架空乘人装置的应用及常见故障的分析

刘 磊

（大同煤矿集团挖金湾虎龙沟煤业有限公司， 山西 大同 038000）

1 架空乘人装置简介

架空乘人装置主要用于矿井斜巷和平巷运送人员，其工作原理类似于地面旅游索道。它通过电动机带动减速机上的摩擦轮作为驱动装置，采用架空的无极循环的钢丝绳作为牵引承载。钢丝绳主要靠尾部张紧装置进行张紧，沿途依托绳轮支撑，以维持钢丝绳在托轮间的绕度和张力。抱索器将乘人吊椅与钢丝绳连接并随之作循环运行，从而实现运送人员的目的。目前常见的架空索道采用双向运输方式，运输效率较高，但鉴于煤矿井下巷道条件等因素的限制，单向运输的架空乘人装置由于具有占用空间小、运输方式灵活等特点，在煤矿井下使用具有一定的优势。由于单向运输时抱索器不能绕过架空乘人装置的驱动轮和尾轮，抱索器必须采用可摘挂式的抱索器，即在抱索器即将到达尾轮或驱动轮等地点时，需要人工将抱索器从索道上取下，乘坐时需要人工将抱索器挂在索道上[1-2]。

2 单向架空乘人装置在挖金湾虎沟煤业的应用概况

大同煤矿集团挖金湾虎龙沟煤业公司5 号层轨道巷位于该煤矿西北方向，该工作面北为东翼轨道大巷保护煤柱，东、西、南三侧均为实体煤。巷道设计长度为554.78 m，巷道沿煤层掘进，最大坡度为15°，最小坡度为5°，平均坡度为10°，巷道垂深约196 m，根据《煤矿安全规程》关于人员上下的主要倾斜井巷垂深超过50 m 时应采用机械运送人员的规定，该矿首次采用RJDHY2230/2000（A）单向活动抱索器架空乘人装置作为九采区轨道集中巷的机械运送人员设备。煤矿单向活动抱索器架空乘人装置是煤矿井下辅助运输设备，可用于煤矿井下斜巷、平巷和工作面顺槽运送人员，其钢丝绳上下布置，占用巷道空间小，安装后不影响巷道内轨道运输，是一种适用于长距离、多变坡巷道条件的新型现代化煤矿井下人员输送设备。

3 单向架空乘人装置结构特征和工作原理

3.1 结构特征

单向活动抱索器架空乘人装置具有运行安全可靠、人员上下方便、操作简单、维护方便、动力消耗小、输送效率高、一次性投资低、安装拆除方便等特点，在该矿首次应用便获得极高的评价。单向活动抱索器架空乘人装置结构如图1 所示，由驱动装置、托绳轮、压绳轮、尾部绳轮，泡索器、乘人座椅、牵引钢丝绳、张紧装置、电气控制部分等组成。其结构特征与传统双向架空乘人装置如出一辙，但显著的不同点在于传统架空乘人装置的索道是并排双向布置，能够同时上下运行而单向活动抱索器架空乘人装置因其钢丝绳采用上下布置的方式，因此仅能实现单向运输，但正是由于钢丝绳采用上下布置方式，其占用空间较小，不仅可以布置在空间较大的巷道内，同样也可以布置在巷道较窄的轨道运输或胶带运输巷道内，不影响轨道运输或胶带运输系统的正常运行，尤其适用于顺槽巷道，具有安装空间小、安装方便、机尾移动方便、可随工作面的掘进或回采快速进行延伸和安装。

图1 单向活动抱索器架空乘人装置布置示意图

3.2 工作原理

架空乘人装置通过电动机带动减速机上的摩擦轮作为驱动装置，采用架空的无极循环的钢丝绳作为牵引承载，钢丝绳主要靠尾部张紧装置进行张紧，沿途依托绳轮支撑，以维持钢丝绳在托轮间的饶度和张力。

单向活动抱索器架空乘人装置工作原理与传统架空乘人装置相同，同样是将钢丝绳安装在驱动绳轮、托绳轮、压绳轮、尾轮上，并经设有重锤的张紧装置拉紧后，由驱动装置电动机输出动力带动减速机构上的驱动绳轮和钢丝绳作循环无极运动。而单向活动抱索器架空乘人装置的吊椅则是通过抱索器锁紧在运行的钢丝绳上，随着两根钢丝绳下方的一根钢丝绳的上行或下行，从而实现输送人员上行或下行的目的，即运送人员的上行或下行需要改变驱动装置的转向，通过单向活动抱索器的工作原理可知，因其钢丝绳为上下布置，可减少对巷道空间的占用，增大运输安全距离，减少巷道开拓和据进工程量，因此应用范围较广[3]。

4 单向架空乘人装置驱动装置的安装布置特点

传统架空乘人装置驱动装置的布置采用架空的方式安装，占用空间较大，需要采用矿用工字钢将驱动装置托起，安装不变，而单向架空乘人装置驱动装置采用落地式安装，它主要由电动机制动器、联轴器、减速器、机头架、驱动绳轮等组成，驱动绳轮立轮布置，适应钢丝绳上下布置的特点，整个驱动装置呈直线布置，占用空间小，设备安装在巷道的一侧，不影响巷道内的其他设备正常运输。

5 单向架空乘人装置托绳轮装置的结构特点

与传统架空乘人装置托绳轮布置在巷道两侧的方式不同，单向架空乘人装置的托绳轮仅布置在巷道一侧，采用错杆将其固定在巷帮上，单向架空乘人装置脱绳轮装置由托轮吊架、托绳轮、安装底座等组成。托轮吊架用钢管焊接，托绳轮可沿吊架上下调节，并能旋转，使托轮旋转方向与钢丝绳运行方向相同。三个托绳轮两两成对形成对上下两根钢丝绳的扣压结构，不易掉绳。钢丝绳的上下布置，同样是单向架空乘人装置占用空间较小的一个重要原因托绳轮配置顶部安装底座（长度约为1 000 mm 的普通钢管）[4]，采用巷帮错杆吊挂安装，安装撒除简单快捷，如图2 所示。

单向活动抱索器架空乘人装置具有机头（机尾）越位保护、速度保护、掉绳保护、重锤下限位保护，减速箱超温保护、全程急停保护等[5]，保护齐全，与传统架空乘人装置相同，因此，该系统安全性能高，运行可靠。

图2 托绳轮安装吊挂方式示意图

6 单向架空乘人装置常见机械故障分析与处理方法

1）制动运行时牵引钢丝绳速度加快。故障原因：掉绳、丝绳接头松能、张紧力松懈。处理方法：调整托压轮、重新接好钢丝绳、调整重锤张紧机构。

2）动力运行时牵引钢丝绳速度变慢。故障原因：打滑、钢丝绳结头松散、过载、电动机输入电源缺相。处理方法：调整重锤张紧力（加配重块）、重新接好钢丝绳、单人载物不应超过200 N、调长吊椅间距（换轮衬时常见）。

3）掉绳。故障原因：托轮安装偏离钢丝绳中心、压轮不到位。处理方法：调整托轮、制整压轮。

4）吊椅滑动。故障原因：抱索器抱紧力不够、抱索器损坏。处理方法：润滑抱索器、更换抱索器。

5）制动器锁不紧。故障原因：油量不足、间隙过大。处理方法：加足液压油、调整抱紧间隙不超过2 mm。

6）减速机噪声增大。故障原因：油量不足、使用时间过长，油质已坏、紧固螺丝松动、蜗轮蜗杆装配间隙过大、未按规定的油号加油、轴承松动、制动器半制动。处理方法：加足液压油、更换润滑油、锁紧螺栓、通知厂家维修、按规定的油号加值、更换轴承、整制动器或更换制动瓦块。

7）尾轮出现异常。故障原因：润滑油不够、轴承磨损、轮衬磨损。处理方法：加足润滑油、更换轴承、更换轮衬。

8）驱动装置振动大。故障原因：电动机与减速器轴不同心、驱动轮装配不平衡、驱动装置机架刚度不够。处理方法：调整同心度、调整驱动轮使之平衡、增加机架刚度。

7 结语

单向活动抱索器架空乘人装置具有安全保护齐全、运行安全可靠、人员上下方便、不需等待随到随行、操作简单、维修方便、动力消耗小，输送效率高、一次性投资低、占用空间小等特点，可以在采区及工作面顺槽内推广使用，不仅减少了职工在上下班途中的时间浪费，降低了劳动强度，而且提高了职工在煤矿井下的生产效率。