劉 洋

（中煤科工集團武漢設(shè)計研究院有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

0 前言

隨著是近年來由于斜井人車引發(fā)的事故時有發(fā)生，斜井人員提升方式得到高度重視，2014年2月28日煤安監(jiān)司《關(guān)于加強煤礦斜井運人系統(tǒng)安全管理工作的指導(dǎo)意見》（征求意見稿）中提出在選用新的斜井運人系統(tǒng)時，宜優(yōu)先選用架空乘人裝置或異型軌卡軌斜井運人系統(tǒng)，對新建和擴建礦井不得采用普通軌斜井人車運輸，生產(chǎn)礦井應(yīng)在3年內(nèi)淘汰斜井人車。

隨后2015年山西省煤炭工業(yè)廳關(guān)于加快淘汰煤礦斜井（巷）人車的通知，決定于2015年對全省煤礦斜井（巷）人車進行限期淘汰。

國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《煤礦安全規(guī)程》[2016]第384條對新建和擴建礦井嚴禁采用普通軌斜井人車運輸。

為落實國家政策，各地方企業(yè)紛紛抓緊落實斜井人車的工作，掀起礦井架空乘人裝置改造的浪潮。

但對于大傾角長距離的架空乘人裝置，由于單邊負載大，更容易出現(xiàn)打滑、飛車等事故，如何解決打滑，防止飛車成為架空乘人裝置的主要面臨的問題。

1 大傾角長距離的架空乘人裝置打滑，飛車原因分析

根據(jù)選型計算可知：當下放側(cè)無人而上升側(cè)滿員時，驅(qū)動輪張力差最大，電機功率最大，且最容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

根據(jù)鋼絲繩最小點張力的計算Smin=C q0g

驅(qū)動輪入繩口最大張力：

式中：Smin——最小張力；

q0——鋼絲繩每米長度質(zhì)量；

Q1——人員重量（包括負重）；

嬰兒在被動訓(xùn)練后機體往往處于疲憊狀態(tài)，有助于睡眠。良好的睡眠對生長激素分泌促進嬰幼兒生長發(fā)育有重要意義。有研究證明，睡眠不好的兒童易出現(xiàn)生長發(fā)育遲緩、免疫力、記憶力、組織及創(chuàng)造能力和運動能力等多系統(tǒng)功能受損，并出現(xiàn)情緒及行為問題[5]。故被動訓(xùn)練可以從多方面促進窒息患兒體格的發(fā)育。

Q2——吊椅重量；

λ1——線性摩擦驅(qū)動帶式輸送機提升高度；

ω——線路阻力系數(shù)；

L——運行長度；

驅(qū)動輪出繩口最小張力：

防滑計算：S1/S2＜eμa。

由公式可知：為滿足不打滑條件：

方法一：增大吊椅間距，減少單邊最大載荷S1數(shù)值。

方法三：保證摩擦系數(shù)。

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》（GB50215-2015）規(guī)定[1]，斜井最大班工人下井時間不應(yīng)超過45 min，為滿足下井時間。對于大傾角長距離的架空乘人裝置，必須減小吊椅間距，因此更容易出現(xiàn)打滑及飛車現(xiàn)象。

2 大傾角長距離的架空乘人裝置防打滑，防飛車措施

2.1 設(shè)計分析

從設(shè)計來講，首先要根據(jù)運輸距離，最大班下井人員數(shù)量及運行速度，在規(guī)定的時間內(nèi)計算最合理的乘人間距，在此基礎(chǔ)上確定滿足防滑要求的驅(qū)動輪圍包角。目前架空乘人裝置設(shè)計通常采用單輪驅(qū)動，最大單輪驅(qū)動的圍包角約200h，當傾角達到25h，運行距離超過1.2 km時，單輪驅(qū)動已經(jīng)無法滿足防滑要求。就目前架空乘人裝置國內(nèi)發(fā)展的現(xiàn)狀來講，增加圍包角最有效的就是采用雙輪驅(qū)動裝置，圍包角接近360h，基本可以有效解決上訴問題。

2.2 使用管理分析

從管理上來講，在設(shè)計院已經(jīng)將各參數(shù)設(shè)計完成，使用單位如何確保在使用中與設(shè)計確定的吊椅間距保持一致，成為問題的關(guān)鍵。固定抱索器吊椅間距已經(jīng)完全確定，可摘掛抱索器和活動抱索器則需要運行時控制。目前國內(nèi)廠家普遍采用架空乘人裝置吊椅間距強制措施。其原理為在機頭和機尾上車點前設(shè)置圍欄，當架空乘人裝置運轉(zhuǎn)后，推動器會根據(jù)電控箱PLC設(shè)定的時間啟動和停止，例如設(shè)計速度為1.0 m/s，吊椅間距為10 m，則設(shè)置PLC的控制時間10 s，推動器將在啟動推起擋桿后延時2 s自動停止將擋桿放下，10 s后再啟動，如此循環(huán)來控制吊椅間距。

再者就是加強企業(yè)自身管理，提高工人素質(zhì)，準守使用規(guī)程，以保證行人間距。加強日常維護，保證有效的鋼絲繩張緊力，定期對鋼絲繩用水泥灰去油，保證有效摩擦力等措施。

2.3 事故防范措施分析

從事故防范上來講，當乘坐人員出現(xiàn)攜帶物品過重，或者系統(tǒng)失靈，同樣會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)過載現(xiàn)象勢必出現(xiàn)打滑事故。

目前打滑保護措施主要分為三種，第一種是架空乘人裝置專用簡易的打滑保護，利用兩個速度傳感器分別安驅(qū)動輪進繩和出繩兩端，計算繩運行速度來確定鋼絲繩是否存在運行過快的打滑現(xiàn)象。這種簡易打滑保護嚴格來講只是一種打滑檢測裝置，因為只能檢測到鋼絲繩是否在驅(qū)動輪上打滑，檢測到有打滑現(xiàn)象后只能停車，與皮帶機打滑原理相同，并不能制止鋼絲繩在驅(qū)動輪挪動。

該方式對平巷效果顯著，但對大傾角長距離的架空乘人裝置來講無法解決出現(xiàn)打滑事故和飛車時對乘坐人員的保護。

第二種就是制繩式打滑保護，制繩式打滑保護技術(shù)特性是發(fā)生鋼絲繩在驅(qū)動輪打滑時，利用機械裝置抓住鋼絲繩，制止鋼絲繩挪動，起到保護乘坐人員的作用；制繩式打滑保護充電時為常開狀態(tài)，檢測到打滑信號后立即抓住鋼絲繩；斷電后自動松開鋼絲繩回復(fù)原位。該方式也可作為，當高速制動器和安全制動器失效情況的三級制動。

湖南湘潭恒欣生產(chǎn)的鋼絲繩制動器，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理不同分為斜楔式和直壓式兩種，動力源可采用液壓式[2]。

（1）斜楔式

斜楔式適用于活動抱索器和可摘掛抱索器的煤礦架空乘人裝置，在驅(qū)動輪和上下車點之間的驅(qū)動輪入繩側(cè)和出繩側(cè)各安裝一臺。斜楔式鋼絲繩制動裝置由GSZDX-150型斜楔式鋼絲繩制動器、信號控制箱、直流穩(wěn)壓電源、速度傳感器、速度檢測托輪、速度安裝支架組成。

圖1 斜楔式鋼絲繩制動器

當鋼絲繩正常運行時，活動斜楔不動作；當速度傳感器檢測到鋼絲繩嚴重超速（一般設(shè)定超過正常速度30%）信號控制箱輸出信號，控制推動器動作，推動器通過推板組推動活動斜楔夾住鋼絲繩；當活動斜楔上的摩擦塊接觸鋼絲繩時，鋼絲繩會帶著活動斜楔沿著牽引方向移動，使其夾緊力越來越大，直至完全被制動，最大制動力可達150 kN。

（2）直壓式鋼絲繩制動裝置

直壓式適用于所有抱索器，其制動裝置由直壓式鋼絲繩抓捕器、信號控制箱、直流穩(wěn)壓電源、速度傳感器、跑偏傳感器、速度檢測托輪、速度安裝支架、跑偏傳感器安裝支架、液壓站或氣源等組成。同理當速度傳感器檢測到鋼絲繩嚴重超速（一般設(shè)定超過正常速度30%）信號控制箱輸出信號，控制電磁閥動作，從而實現(xiàn)對液壓缸的動作控制，通過上下制動條夾住鋼絲繩，最大制動力可達50 kN。

圖2 直壓式鋼絲繩制動器

制繩式打滑保護同樣也存在一定缺陷，他雖然能有效制動鋼絲繩，但未必能有效立即將吊椅制動，因為隨著鋼絲繩使用時間過久，繩直徑逐漸變小以及抱索器自鎖力不夠，都會使得鋼絲繩與抱索器之間同樣會出現(xiàn)滑動。

第三種就是在吊椅上制動[2]，利用逆止的原理，在托繩輪架上向上伸出一個支架，支架上裝有可轉(zhuǎn)動擋板，彈簧作用下呈立起狀態(tài)，擋板和彈簧之間設(shè)有脫口裝置，脫口裝置固定一根拉線，通過當架空乘人裝置產(chǎn)生飛車、打滑時，通過人為控制拉線對吊椅進行強制阻擋，每兩跨橫梁之內(nèi)能擋住且停留一人或最多兩人，以避免乘坐礦工在飛車或打滑時不至于疊加相撞而產(chǎn)生群死群傷。該裝置設(shè)計簡單，操作方便，是當前三級制動裝置（高速制動、安全制動、鋼絲繩制動）均失去制動力時，能最后有效保護乘坐礦工的人身安全的措施，堪稱是礦工乘坐“猴車”的最后一道生命保護線。

3 結(jié)束語

近年來也發(fā)表了一些架空乘人裝置防飛車的相關(guān)論文，本文根據(jù)以往的論文及筆者在設(shè)計中遇到的問題相結(jié)合，分別從事前、事中和事后進行了充分的分析，基本上徹底有效的解決了打滑飛車事故，由于《煤礦安全規(guī)程》只是簡單要求設(shè)有打滑保護（通常是指簡易打滑保護），但在《煤礦用架空乘人裝置安全檢驗規(guī)范》[AQ1038-2007]對此還規(guī)定要設(shè)有捕繩器裝置，但生產(chǎn)企業(yè)已針對各種可能性均想到相應(yīng)的防范措施。因此再設(shè)計時設(shè)計院和設(shè)備廠家需結(jié)合礦井實際巷道特點、抱索器形式以及企業(yè)自身管理水平選配防止打滑、飛車措施的保護裝置，以保證更安全可靠的運行。

［1］GB50215-2015.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］肖公平.煤礦井下架空乘人裝置［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

［3］ MT/T1117-2011.煤礦用架空乘人裝置［S］.

［4］國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京：中國法制出版社，2016.

［5］AQ1038-2007.煤礦用架空乘人裝置安全檢驗規(guī)范［S］.