联动门阻车装置在小型矿山斜井中的运用

李军成 许院

摘 要： 通过介绍普通阻车装置、自动阻车器装置和联动门阻车装置，比较器优缺点，简述联动门阻车装置在宝山矿的实践应用情况。认为联动门阻车装置在小型矿山的斜井中具有很好的效果，具有实际推广意义。

关键词： 阻车器;联动门;斜井

【中图分类号】TH866 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.202

0 前言

由于斜井具有掘进和组织提升运输方便，开拓成本和运行维护成本低等因素，在金属非金属地下矿山的生产中，大量使用斜井进行开拓。斜井在使用中，由于脱挂钩操作，钢丝绳断等人员和设备原因，容易发生跑车事故。所以国家强制推行使用阻车器和斜井防跑车装置，所谓一坡三挡。在小型矿山中由于斜井大多是比较短，常常是一个中段一个肓斜井，所以斜井数量多，斜长短。小型矿山产能小，矿车少，单个工作日提升次数少。这就为小型矿山选用阻车器和斜井防跑车装置给出了难题。目前大多矿山都是普通阻车装置搭配各种类型的斜井防跑车装置使用，或者智能化的自动阻车器装置搭配各种类型的斜井防跑车装置配用，但是使用效果或者不好，或者安装造价高昂，或者大材小用。

1 几种阻车装置的比较

1.1 普通阻车装置

阻车器是在矿车自溜运行轨道上阻止矿车运行的设备，它分为单式阻车器和复式阻车器两种，前者有一对阻爪，后者有两对阻爪，两对阻爪之间，间隔一定距离。复式阻车器又叫限数阻车器，它能限制开启一次阻车器通过的矿车数量，以便向翻车机或罐笼供给一定数量的矿车[1]。

阻车器按机构类型，有阻车轮式的，阻车轴式的，阻车辆下部附设的底挡及阻缓冲器的等各种类型。各种阻车器通常均装有停车缓冲装置，利用弹簧吸收矿车撞击的能量，使车辆停止。为使矿车不致倾覆或掉道，矿车驶近阻车器的速度一般不得大于0.75～1.0m/s[1]。

1.2 自动阻车器装置

工作原理：在绞车启动时，绞车房主控PLC对编码器发生脉冲进行计数，当计数积累到，该发出指令值时，便发指令。

工作过程：矿车下行时本装置待命，PLC主控接通电源，绞车启动，当矿车运行到PLC内部计数器第一设定值时，发出松轨信号，阻车器液压装置开始启动，同时电磁换向器电磁铁（Y2）得电，于是电磁换向阀向左移动。此时油液由液压缸右腔流入，左腔流出，那么活塞杆驱动阻车器本体就实现松轨动作，矿车放行。当矿车运行达到第二设定值时，发出抱轨信号，阻车器液压装置开始启动，同时电磁换向器电磁铁（Y1）得电，（Y2）断电。于是换向于是电磁换向阀向左移动。此时油液由液压缸右腔流入，左腔流出，那么活塞杆驱动阻车器本体就实现抱轨动作，使阻车器本体处于抱紧轨道状态[2]。

矿车上行时，与下行时恰恰相反。

当矿车运行速度大于或者等于115%时（或出现飞车或溜车事故时），限速继电器瞬间动作。相应地安全回路中一组限速继电器常闭触点，就会断开从而切断绞车安全回路，迫使绞车安全制动停车[2]。

优点：和手动操纵式阻车器相比，功能更齐全、性能更稳定、安全可靠性更高。缺点：安装要求高、穩定性差、造价高。

2 联动门阻车装置

宝山矿使用脚踏式阻车器和联动门阻车器来实现“一坡三挡”，多重保险保障矿山斜井使用中跑车、飞车事故发生。

2.1 装置构成

联动门阻车装置由两部份组成，一部分是脚踏阻车作用的阻车装置，一部份为双联动的挡车门。

脚踏阻车装置部分是在斜井井口的轨道位置（联动门的上阻车门和阻车器，均要求在井口位置，不在井口位置则工人操作困难，很难整合成一整体）。主要是利用配重使得阻车器的挡杆能够顶住矿车车轴或底座，工作时用脚将其踩下，使其不能阻挡矿车运动，防止矿车跑车或脱钩后倒退下斜井，伤害斜井设施和人员。

联动门部份是在斜井的轨道上，用槽钢或者工字钢建立两相距不远的两门框，两门框分布在斜井的不同位置，一在上方一在下方。再用工字钢焊成格筛状作门，门的上方与门框之间用滚轴联系。门下方的工字钢长于门框两侧，以便从门框获得力支撑。两门之间用钢丝绳和天轮建立联动关系，如图1所示。

通过实验和计算表明碰撞时间与弹性模量以及挡车的质量有关，硬度越高，碰撞的越短暂，挡车装置的质量越大，吸能的时间延长，碰撞的时间也延长，倘若挡车系统没有设置缓冲装置，或者设置不当，由于矿车的碰撞力是相当大的，其对挡车装置的破坏力也难以想象[3]。但由于小矿山矿车质量相对较小，装载的质量也不大，在斜井自溜运行的距离也不大，所以小矿山的矿矿车碰撞力并非很大，选取适当型号的槽钢或者工字钢即可。如12kg/m的钢轨或工字钢。

2.2 装置工作过程

当矿车载重提升到下方的门时，工人拉下上方的门，下方的因联动门被拉起;矿车通过下方门后，工人拉起上方的门，下方门的因联动被拉下。从而起到保护作用，防止出现飞车事故。矿车通过上方的门后，再拉下上方的门，让上方的门也起保护作用，如图2所示。当矿车来到阻车器时，因阻车器背向矿车，矿车不受影响，当矿车通过阻车器后，阻车器自动弹起，防止摘钩时矿车向后溜行，倒成事故。

当工人推着空车来到阻车器前方20m时，工人放开矿车，任矿车溜行，这时阻车器确保了矿车不会失控，待车停下好挂钩后，工人拉起上方的门，下方的因联动门被放下，从而起到保护作用，同时踏下阻车器控制绳，让空车放行，当矿车下放到下方门附近时，再拉下上方的门，让矿车继续下放。

所以，联动门阻车装置是双重的防护，但其又简单实用。

3 优缺点比较

3.1 联动门阻车装置与普通阻车装置比较具有以下优点：

联动门阻车装置比普通阻车装置具有以下优点：①制作简单，成本低;②安全性能高，双重保护，能有效防止人工脱钩、挂钩、断绳和推车造成的跑车事故;③防范性能好，整个斜井断面都可防护，即便矿车翻滚也能起到防护作用;④安装容易，即便轨道完工后再安装也可以;⑤运作稳定，维修容易。

3.2 联动门阻车装置和矿用阻车器自动装置比较

联动门阻车装置与矿用阻车器自动装置比较具有以下优点：①制作简单，成本低;②安全性能高整个斜井断面都可防护，即便矿车翻滚也能起到防护作用;③安装容易，即便轨道完工后再安装也可以;④运作稳定，维修容易。

由比较可知，联动门阻车装置比普通阻车装置和矿用阻车器自动装置在小型斜井中应用更具优势。

4 联动门阻车装置在宝山矿的应用情况

4.1 小型矿山斜井运输阻车装置现状

斜井运输是矿山运输的重要组成部分，它直接影响到矿山的安全和效益，近年来，斜井跑车脱轨事故屡有发生，造成严重危害。为了吸取事故教训，有效地防范井下脱轨事故的发生，保证井下工作人员安全，促进安全生产形势的持续稳定国家安全总局提出了“一坡三挡”的措施。根据《煤炭安全规程》第三百七十条规定：在倾斜的井巷内安设能将运行中断绳，脱钩阻止住的跑车防护装置，因此斜井安设防跑车装置是保障井下安全生产必不可少的措施[4]。对于小矿山的短斜井，如果安设技术复杂，造价昂贵防跑车装置，如霍尔传器式、压敏限位开关式、红外线传器式、旋转编码器式和多普达雷达式等等[5]，虽然安全效果很好，但是造价和运行管理成本较高，不符合经济规律，其必然会带来矿山生产成本的提高。根据《安全规程》，必须安设阻车装置和防跑车装置。

4.2 广西苍梧县宝山矿区铅锌银矿应用情况

广西苍梧县宝山矿区铅锌银矿作为小型非煤金属地下矿山，产量小，每日需通过斜井完成170斗（0.75m3矿石和废石提升。宝山矿的斜井较短，斜长约100m。采用联动门阻车装置前，在268斜井口需要三人一起作业，一人开卷扬机，一人管阻车器和防跑车装置，一人脱钩和推车作业，每年都会发生1～2起，由于人员疏忽发生的跑车和飞车事故，破坏了斜井中的管网设施，所幸未发生人员伤害。采用聯动门阻车装置后，只需两人，除一人开卷扬机，一人可完成脱挂钩作业和推车工作，同时兼顾阻车器防止跑车事故;2010年，采用联动门阻车装置以来，未发生一起因为脱挂钩、跑车产生的设施和人员伤害事故，大大提高了斜井运输作业的安全。

由于斜井较短，联动门的两门又相距较远，即使把门装在斜井上部，也能保证整个斜井的安全，这本是一般斜井的短处，但应用联动门阻车装置，这种短处得到了很好的弥补。

5 结论及推广意义

联动门阻车装置结构简单，造价成本低，管理容易，特别适用于小矿山斜井中推广，它能发挥阻车装置和斜井防跑车装置联合作用，双重防护安全。作为一种替代阻车装置和防跑车装置在斜井中的作用的装置，联动门阻车装置拥有广泛的适用性。在井底加装一常开式防跑车装置，则亦可应用于较深的斜井。

推广联动门阻车装置在斜井运输中的应用，防止矿山斜井运输中由于脱挂钩、短绳造成的跑车、飞车事故，将大大提升斜井运输的安全性，对于生产能力较小的矿山斜井有积极意义。

参考文献

[1] 吴统顺等.采矿手册.[M].出版社：冶金工业出版社.1988.

[2] 王章利，徐波，苏三星等.PLC在矿用阻车装置中的应用[J].现代商贸工业，2008，20（4）：251-252.

[3] 宋如敏.矿车挡车装置的撞击过程研究与时间计算[J].煤矿机械，2008，29（1）：41-42.

[4] 国家安全生产监督总管理局.煤矿安全规程[M].北京煤炭工业出版社，2010.

[5] 陈光毅，王博文.斜井防跑车装置的发展历程[J].煤矿机械，2008，27（1）：128-130.