斜巷机械式防跑车装置设计应用

2021-01-28韩方超

江西煤炭科技 2021年1期

韩方超

（山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司，山西高平 048400）

我国煤矿实际井巷布置中，采区上、下山等准备巷道以及倾斜长壁工作面的回采巷道，多采用斜巷轨道运输来满足生产运料需求，而斜巷轨道极易发生绞车断绳、跑车等事故，严重威胁着井下运输人员的安全[1-3]。对此，相关规程及标准明令要求，斜巷必须设置 “一坡三挡”，防跑车装置即为其中之一。

1 现有防跑车装置及弊端

伯方煤矿东、西翼采区轨道上山，承担着整个东、西翼采区的生产物料运输任务，该斜巷主要采用巷道内分段布设电控气动液压绳拦以及电控气动保险梯来防止跑车事故的发生，一般两者均处于常闭状态，当矿车运输通过时，操作人员通过电控装置，提升绳拦及保险梯；矿车通过后，操作人员再通过电控装置，降下绳拦及保险梯，在实际应用过程中，现有防跑车装置具有以下弊端：

1.1 维修材料成本较高

由于现有的防跑车装置，均采用电控启动、气动牵引，零配件损坏后，维修、更换成本较高，且零配件不易购置。

1.2 人工维护成本较高

除安排人员在矿车运输前后，操作电控装置之外，还要投入人员对电控、气动装置进行检查维护。

1.3 存在一定的安全隐患

电控、气动装置均是人为操作，当矿车在运输过程中，绳拦及保险梯已升起时，若出现断绳跑车，将造成不可避免的事故[2]。

因此，如何设计一种既能有效防止跑车事故发生，又能节约维修材料及人工维护成本的矿车防跑车装置，显得极具现实意义。

2 防跑车装置设计

机械式防跑车装置主要由安装在斜巷上部的触发碰杆，斜巷下部的阻车立杆组成。

2.1 触发碰杆

触发碰杆的顶部为550 mm×550 mm×20 mm的废旧钢板，钢板中心处、距钢板两边各70 mm 处，分别预设3 个锚杆孔，用来将触发碰杆的顶部钢板锚固于巷道顶板，钢板中心应位于运输斜巷轨道中心线上；在钢板中心两侧170 mm 处，各焊接一个特殊加工的侧护板，该侧护板大致呈直角梯形，上底宽200 mm（上底与固定于顶板的钢板焊接），下底宽500 mm，高450 mm，斜边长350 mm，斜边与下底夹角为45°，斜边共挖设3 个槽位，用来放置连接钢丝绳的脱硝。此外，在两个侧护板上预设直径为23 mm 的圆孔，用来悬吊碰杆；碰杆由轻质花杆扎制而成，规格为200 mm 宽×1 800 mm 长，碰杆上端预留圆孔，用穿销将碰杆悬吊起来，碰杆下端900 mm 采用软质防撞材料进行包裹，以防碰撞造成损坏，其长度可根据运输斜巷的实际高度及坡度确定，一般以碰触到矿车上沿以下300～500 mm 为准[4]。触发碰杆正面、侧面见图1、图2。

图1 触发碰杆正面

图2 触发碰杆侧面

2.2 阻车立杆

阻车立杆的顶部为550 mm×550 mm×20 mm废旧钢板，钢板中心处、距钢板两边各50 mm 处，分别预设3 个锚杆孔，用来将阻车立杆顶部的钢板锚固于巷道顶板，钢板中心应位于运输斜巷轨道中心线上；在钢板中心两侧190 mm 处，各焊接一个300 mm×300 mm 的侧护板，在两个侧护板上预设直径为23 mm 的圆孔，用来悬吊阻车立杆，阻车立杆由原保险梯改制而成，规格为250 mm 宽×2 000 mm长，用穿销将阻车立杆固定，其长度可根据运输斜巷的实际高度及坡度确定，一般以接触到道轨上面为准。阻车立杆正面、侧面见图3、图4。

图3 阻车立杆正面

图4 阻车立杆侧面

2.3 触发碰杆与阻车立杆的连接

触发碰杆固定于斜巷的上部，阻车立杆固定于斜巷的下部，两者之间的距离为斜巷运输最大串车长度的1.5 倍，在两者中间的巷道顶部固定一个定滑轮，钢丝绳通过定滑轮，一端与触发碰杆槽位上的脱销相连，另一端与阻车立杆相连。此外，触发碰杆顶部固定钢板往定滑轮方向1 400 mm（长度可由阻车立杆长度确定）处，将一卡具固定于巷道顶板钢丝绳的绳道上，用来限位触发碰杆上的脱销，使阻车立杆起到阻车效果。

3 工作原理

图5 机械式防跑车装置效果

根据斜巷的坡度、满载串车的重量、碰杆的重量以及正常牵引运输的速度，确定触发碰杆的安全摆幅[5]，当矿车以正常速度运行时，碰杆的摆幅不会超过安全摆幅，即碰杆接触不到位于侧护板槽位内的脱硝，斜巷下部的阻车立杆也不会随之落下；当矿车断绳跑车，矿车速度超过正常速度时，碰杆的摆幅大于安全摆幅，碰杆随之接触到脱硝，斜巷下部的阻车立杆随之落下，对跑车起到阻挡限位的作用。其使用效果见图5。

4 应用效果

4.1 应用效果分析

伯方煤矿以前使用的电控气动液压绳拦每套12 万元，电控气动保险梯每套约13 万元，东、西翼采区轨道上山共计布设电控气动液压绳拦4 套、电控气动保险梯2 套，共计74 万元，改用机械式防跑车装置后，每套仅需1.1 万元，总计节约67.4 万元。该防跑车装置自2019年10月安装应用以来，一直使用正常，防跑车装置的安装大大提高了巷道运输安全性。