何長(zhǎng)春

(潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司 常村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046102)

常村煤礦在上下班高峰期時(shí)，乘人架空人車(猴車)運(yùn)行時(shí)需專職司機(jī)操作，為了確保架空人車安全運(yùn)行，明確規(guī)定了架空人車之間要保持應(yīng)有距離，這就需要司機(jī)現(xiàn)場(chǎng)管控操作。乘車人將架空人車吊椅懸掛在運(yùn)行軌道指定位置，專職司機(jī)會(huì)通過(guò)拉鎖手動(dòng)控制阻道器打開(kāi)，乘車人員才能通過(guò)。這種通過(guò)人工把控的裝置，靠人員的感觀來(lái)操作，消耗操作人員的精力，浪費(fèi)人力把控精度也差。針對(duì)這種情況，應(yīng)改進(jìn)傳統(tǒng)操控模式[1-4]，設(shè)計(jì)制作一種乘人間距自動(dòng)控制裝置[1-4]，最大限度地利用現(xiàn)場(chǎng)條件，達(dá)到提高工作效率、減輕操作人員工作強(qiáng)度、保障安全性的目的。

1 現(xiàn)有操作方法及存在問(wèn)題

目前，井下現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手動(dòng)拉索來(lái)控制架空人車阻道器的關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)架空人車(猴車)的通行，間接來(lái)控制架空人車乘人安全運(yùn)行間隔距離，這種方式完全依靠目測(cè)手動(dòng)操作，需要現(xiàn)場(chǎng)一直有專職司機(jī)，當(dāng)符合下個(gè)乘人通行條件時(shí)，再次通過(guò)拉索阻道器打開(kāi)，對(duì)乘人予以放行，松開(kāi)拉索，阻道器閉合，依次循環(huán)反復(fù)進(jìn)行。

改進(jìn)前依靠現(xiàn)場(chǎng)專職司機(jī)目測(cè)安全距離，手動(dòng)操作控制阻道器關(guān)閉來(lái)控制乘車人員通行，乘人安全間距不好控制，隨意性太大，難以滿足安全性要求，同時(shí)也增加了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作強(qiáng)度。

2 改進(jìn)思路及方法

自動(dòng)控制裝置通過(guò)將原來(lái)人工手動(dòng)控制方式改為氣動(dòng)自動(dòng)控制方式,以壓縮空氣為動(dòng)力源，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制介質(zhì)流量、壓力、方向，執(zhí)行機(jī)構(gòu)連動(dòng)阻道器。當(dāng)控制阻道器延時(shí)關(guān)閉，也就是不及時(shí)關(guān)閉時(shí)，保證架空人車乘人吊椅有充足的時(shí)間通過(guò)阻道器，不至于阻道關(guān)閉后，乘人還沒(méi)有通過(guò)。當(dāng)控制阻道器延時(shí)打開(kāi)時(shí)，架空人車通行時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行距離遠(yuǎn)，滿足人員間隔距離要求[3]。

氣控原理：時(shí)間調(diào)節(jié)閥、氣控機(jī)械閥、儲(chǔ)存氣壓罐、氣控控制閥等閥門(mén)及附件組成了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，見(jiàn)圖1。執(zhí)行氣缸為執(zhí)行元件，壓縮空氣為動(dòng)力源，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制執(zhí)行原件的位移運(yùn)動(dòng)間接打開(kāi)或關(guān)閉阻道器。氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制的特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外采取防爆措施[2]。

圖1 架空人車乘人間距氣控原理

控制元件安裝實(shí)物組合順序：將各元件按一定順序依次連接而成，見(jiàn)圖2。氣源的流向有兩條路徑。第一條路徑為：氣源、打開(kāi)時(shí)間調(diào)節(jié)閥、關(guān)閉時(shí)間調(diào)節(jié)閥、氣控機(jī)械閥(處于打開(kāi)位置)、壓力表、儲(chǔ)存氣壓罐、氣動(dòng)控制閥(處于關(guān)閉位置)、氣控機(jī)械手、阻道器、氣控機(jī)械閥；第二條路徑為：氣源、氣動(dòng)控制閥(處于關(guān)閉位置)、氣控機(jī)械手、阻道器、氣控機(jī)械閥。閥門(mén)處于打開(kāi)位置，處于通路狀態(tài)，氣源可以通過(guò)；閥門(mén)處于關(guān)閉位置，處于斷路狀態(tài)，氣源不可以通過(guò)。氣源采用壓縮空氣，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)(壓縮空氣)的流量大小與方向，執(zhí)行氣缸也就是氣控機(jī)械手，通過(guò)氣控機(jī)械手的位移運(yùn)動(dòng)來(lái)控制阻道器的打開(kāi)與關(guān)閉，見(jiàn)圖2。

圖2 自動(dòng)控制原件安裝組合

阻道器打開(kāi)過(guò)程：由于氣控機(jī)械閥處于打開(kāi)位置，也就是通路狀態(tài)，氣源沿著打開(kāi)時(shí)間調(diào)節(jié)閥、氣控機(jī)械閥、儲(chǔ)存氣壓罐、氣動(dòng)控制閥，最后到達(dá)執(zhí)行氣缸。初期時(shí)，壓力低不能打開(kāi)氣動(dòng)控制閥，需給儲(chǔ)存氣壓罐充壓，充壓需要一定緩沖時(shí)間，作用于氣動(dòng)控制閥上的壓力變大有個(gè)積蓄過(guò)程，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，氣動(dòng)控制閥打開(kāi)，氣源進(jìn)入氣控機(jī)械手的執(zhí)行氣缸后腔的拉桿部位，活塞向氣缸前腔運(yùn)動(dòng)，才會(huì)帶動(dòng)阻道器打開(kāi)，同時(shí)將氣控機(jī)械閥關(guān)閉，儲(chǔ)存壓力罐的充壓階段才會(huì)使阻道器延時(shí)打開(kāi)，阻道器延時(shí)打開(kāi)的過(guò)程見(jiàn)圖3，阻道器打開(kāi)實(shí)物見(jiàn)圖4。

圖3 阻道器打開(kāi)過(guò)程

圖4 阻道器打開(kāi)

阻道器關(guān)閉過(guò)程：阻道器打開(kāi)，氣控機(jī)械閥關(guān)閉，這時(shí)儲(chǔ)存氣壓罐釋放氣源。釋放一定時(shí)間后，當(dāng)儲(chǔ)存氣壓較高時(shí)，氣控控制閥將換位打開(kāi)，原始?xì)庠赐ㄟ^(guò)氣控閥進(jìn)入執(zhí)行氣缸的前腔，活塞向氣缸后腔運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)阻道器關(guān)閉，乘人吊椅不可以通過(guò)。阻道器關(guān)閉后，氣控機(jī)械閥打開(kāi)，將再次向儲(chǔ)存氣壓罐充氣儲(chǔ)壓，見(jiàn)圖5。儲(chǔ)存壓力氣罐釋放氣源、聚集壓力、打開(kāi)氣動(dòng)閥需要一定時(shí)間才會(huì)使阻道器延時(shí)關(guān)閉，阻道器關(guān)閉實(shí)物見(jiàn)圖6。

圖5 阻道器關(guān)閉過(guò)程

圖6 阻道器關(guān)閉

3 結(jié) 語(yǔ)

1) 經(jīng)濟(jì)效益：改進(jìn)前操作方式比較落后、費(fèi)時(shí)耗功、效率低下，并且需要1人作業(yè)。改進(jìn)后，使用了氣動(dòng)自動(dòng)控制，節(jié)省了人力，效率高。

2) 安全效益：改進(jìn)前需要手動(dòng)把控架空人車乘人安全間距，安全間距誤差太大。改進(jìn)后，不需要人力把控，改為氣動(dòng)自動(dòng)控制，架空乘人安全間距精度高，降低了安全事故率。

通過(guò)在常村礦采用架空人車乘人間距氣動(dòng)控制的自動(dòng)控制裝置，具備了使阻道器延時(shí)打開(kāi)和延時(shí)關(guān)閉的功能。通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥流量大小的調(diào)節(jié)可以控制阻道器延時(shí)打開(kāi)時(shí)間與延時(shí)關(guān)閉時(shí)間，滿足了實(shí)際使用的需求。將原來(lái)的手動(dòng)操作模式變成了自動(dòng)控制，大大地節(jié)約了勞動(dòng)時(shí)間，減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，乘人的安全距離得到了保障，不會(huì)發(fā)生追尾等事故，達(dá)到了安全通行的目的，具有一定的推廣和使用價(jià)值。