架空人车乘人间距控制装置的改进与应用

何长春

(潞安环保能源开发股份有限公司 常村煤矿，山西 长治 046102)

常村煤矿在上下班高峰期时，乘人架空人车(猴车)运行时需专职司机操作，为了确保架空人车安全运行，明确规定了架空人车之间要保持应有距离，这就需要司机现场管控操作。乘车人将架空人车吊椅悬挂在运行轨道指定位置，专职司机会通过拉锁手动控制阻道器打开，乘车人员才能通过。这种通过人工把控的装置，靠人员的感观来操作，消耗操作人员的精力，浪费人力把控精度也差。针对这种情况，应改进传统操控模式[1-4]，设计制作一种乘人间距自动控制装置[1-4]，最大限度地利用现场条件，达到提高工作效率、减轻操作人员工作强度、保障安全性的目的。

1 现有操作方法及存在问题

目前，井下现场通过手动拉索来控制架空人车阻道器的关闭，实现架空人车(猴车)的通行，间接来控制架空人车乘人安全运行间隔距离，这种方式完全依靠目测手动操作，需要现场一直有专职司机，当符合下个乘人通行条件时，再次通过拉索阻道器打开，对乘人予以放行，松开拉索，阻道器闭合，依次循环反复进行。

改进前依靠现场专职司机目测安全距离，手动操作控制阻道器关闭来控制乘车人员通行，乘人安全间距不好控制，随意性太大，难以满足安全性要求，同时也增加了现场操作人员的工作强度。

2 改进思路及方法

自动控制装置通过将原来人工手动控制方式改为气动自动控制方式,以压缩空气为动力源，由执行机构和调节机构组成。调节机构控制介质流量、压力、方向，执行机构连动阻道器。当控制阻道器延时关闭，也就是不及时关闭时，保证架空人车乘人吊椅有充足的时间通过阻道器，不至于阻道关闭后，乘人还没有通过。当控制阻道器延时打开时，架空人车通行时间长、运行距离远，满足人员间隔距离要求[3]。

气控原理：时间调节阀、气控机械阀、储存气压罐、气控控制阀等阀门及附件组成了调节机构，见图1。执行气缸为执行元件，压缩空气为动力源，通过调节机构控制执行原件的位移运动间接打开或关闭阻道器。气动调节控制的特点是控制简单、反应快速，且本质安全，不需另外采取防爆措施[2]。

图1 架空人车乘人间距气控原理

控制元件安装实物组合顺序：将各元件按一定顺序依次连接而成，见图2。气源的流向有两条路径。第一条路径为：气源、打开时间调节阀、关闭时间调节阀、气控机械阀(处于打开位置)、压力表、储存气压罐、气动控制阀(处于关闭位置)、气控机械手、阻道器、气控机械阀；第二条路径为：气源、气动控制阀(处于关闭位置)、气控机械手、阻道器、气控机械阀。阀门处于打开位置，处于通路状态，气源可以通过；阀门处于关闭位置，处于断路状态，气源不可以通过。气源采用压缩空气，通过调节机构，用来调节介质(压缩空气)的流量大小与方向，执行气缸也就是气控机械手，通过气控机械手的位移运动来控制阻道器的打开与关闭，见图2。

图2 自动控制原件安装组合

阻道器打开过程：由于气控机械阀处于打开位置，也就是通路状态，气源沿着打开时间调节阀、气控机械阀、储存气压罐、气动控制阀，最后到达执行气缸。初期时，压力低不能打开气动控制阀，需给储存气压罐充压，充压需要一定缓冲时间，作用于气动控制阀上的压力变大有个积蓄过程，当压力达到一定值时，气动控制阀打开，气源进入气控机械手的执行气缸后腔的拉杆部位，活塞向气缸前腔运动，才会带动阻道器打开，同时将气控机械阀关闭，储存压力罐的充压阶段才会使阻道器延时打开，阻道器延时打开的过程见图3，阻道器打开实物见图4。

图3 阻道器打开过程

图4 阻道器打开

阻道器关闭过程：阻道器打开，气控机械阀关闭，这时储存气压罐释放气源。释放一定时间后，当储存气压较高时，气控控制阀将换位打开，原始气源通过气控阀进入执行气缸的前腔，活塞向气缸后腔运动，带动阻道器关闭，乘人吊椅不可以通过。阻道器关闭后，气控机械阀打开，将再次向储存气压罐充气储压，见图5。储存压力气罐释放气源、聚集压力、打开气动阀需要一定时间才会使阻道器延时关闭，阻道器关闭实物见图6。

图5 阻道器关闭过程

图6 阻道器关闭

3 结 语

1) 经济效益：改进前操作方式比较落后、费时耗功、效率低下，并且需要1人作业。改进后，使用了气动自动控制，节省了人力，效率高。

2) 安全效益：改进前需要手动把控架空人车乘人安全间距，安全间距误差太大。改进后，不需要人力把控，改为气动自动控制，架空乘人安全间距精度高，降低了安全事故率。

通过在常村矿采用架空人车乘人间距气动控制的自动控制装置，具备了使阻道器延时打开和延时关闭的功能。通过对调节阀流量大小的调节可以控制阻道器延时打开时间与延时关闭时间，满足了实际使用的需求。将原来的手动操作模式变成了自动控制，大大地节约了劳动时间，减少了人工劳动强度，乘人的安全距离得到了保障，不会发生追尾等事故，达到了安全通行的目的，具有一定的推广和使用价值。